吕永钢教授团队成功制备了一种仿生血小板的金属有机框架基高效止血纱布
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科技
2024-04-16 22:25
湖北
医用止血纱布是院前护理和临床治疗中最常用的止血材料之一。传统止血纱布的止血颗粒通常是物理浸渍在基底上，使用过程中易脱落而产生二次伤害。吕永钢教授团队通过两步骤化学固定的方法，制备出了一种结构牢固、生物相容性良好、止血性能优异的止血纱布，有望为临床出血治疗提供一种理想的候选方案。
在此项研究中，选用金属有机框架(metal-organic framework, MOF)材料中类沸石结构的沸石咪唑框架(zeolitic imidazolate framework-8, ZIF-8)，通过化学键将其均匀固定在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)电纺纳米纤维膜上，获得P-ZIF-8。该P-ZIF-8展现出了优异的力学性能、高化学稳定性和良好的透气性，可达到了商业产品的“护理标准”。研究中构建了不可压缩性的大鼠内脏紧急出血模型，发现与负载了壳聚糖、沸石和高岭石的三种商业止血纱布相比，P-ZIF-8展现出明显优于商业产品的止血效果。特别值得注意的是，ZIF-8纳米粒子与PVA膜的物理混合纱布(P/ZIF-8)无法达到与P-ZIF-8一样出色的止血性能，这体现了化学固定方法的优越性。研究进一步探索了P-ZIF-8促凝机制，发现ZIF-8纳米粒子可以促进天然血小板的活化和凝血酶原向凝血酶的转化。ZIF-8在凝血初期富集血小板的速率是正常生理过程的10.85 ± 1.39倍，加快了凝血级联反应的启动；由ZIF-8介导生成的凝血酶活力是正常生理过程的1.91 ± 0.09倍，显著延长了凝血酶的工作寿命。研究结果表明，P-ZIF-8的工作方式与基于天然血小板的生理过程相似。这项研究为基于MOF的人造血小板的设计开辟了新的道路。
该研究最近被Advanced Fiber Materials (JCR一区，IF = 16.1)接收，课题组别秉霖副教授和硕士研究生朱璋龙为本论文共同第一作者，吕永钢教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(U23A2070和22201223)、湖北省楚天学者基金和湖北省自然科学基金(2022CFA023)的资助。
Bie B. L., Zhu Z. L. (co-first
author), Lv Y. G.*, Immobilization of metal-organic framework on nanofiber membrane as artificial
platelets for efficient hemostasis, Advanced Fiber Materials, in press, 2024.
