引言
在医疗急救和外科手术中，严重创伤性出血是导致高死亡率的主要原因之一。迅速有效地控制出血，对于挽救患者生命至关重要。传统的止血方法，如压迫止血、缝合止血以及使用止血药物等，在处理浅表伤口时效果显著，但在面对深度、非压迫性创伤时，其效果往往有限。因此，开发一种能够迅速吸收水分、具备强大组织粘附力且模拟生物凝血机制的新型止血材料，成为了医学领域的研究热点。近期，浙江大学俞梦飞团队提出了一种基于中性粒细胞胞外陷阱（Neutrophil Extracellular Traps, NETs）启发的DNA水凝胶（DNAgel），该材料在快速止血和伤口愈合方面展现出了巨大的潜力。
过程
图1|DNAgel的制备和膨胀性能。a一个合成过程的示意图。b交联前后DNA溶液的照片。比例尺：1厘米。cDNAgel的SEM图像。比例尺：100 μm。DNAgel对应变振幅扫描的dG’和G”。e天然鲑鱼精子DNA和DNAgel的ATR-FTIR分析。f被DNAgel吸收的水滴图像。比例尺：1毫米。g膨胀过程中DNAgel的二维和三维形状的代表性照片。比例尺：2厘米。h掩模切割法，i宏观成型（比例尺2 cm)，j微成型（比例尺2 mm)获得不同形状的DNAgel。具有代表性的图像来自三个（b、c、f-j）独立的实验，结果相似。源数据作为源数据文件提供。
图2| DNA凝胶表现出良好的体外促凝能力和生物相容性。a红细胞(红色)和血小板(黄色)粘附于具有多孔腔的明胶海绵(GS)和表面致密的DNAgel的代表性SEM图像。比例尺:10 μm。b CLSM图像中红细胞(红色)和血小板(绿色)聚集并黏附在DNA网络(蓝色)表面。比例尺:200 μm(左);比例尺:100 μm(右，放大)。c用紫外可见分光光度计在540 nm处测量不同时间点的血凝样本的吸光度值，并在30 min时绘制代表图片。比例尺:1 cm。d DNAgel的凝血指数(BCI)及代表性图片，按BCI(%) = a实验阴性×100%。比例尺:1厘米。数据以均数±标准差表示(n = 3个生物学独立样本)。e DNAgel的溶血率，根据溶血率(%)= Ap At × 100%。f红细胞和血小板在DNA凝胶上的粘附和活化示意图。统计分析采用Tukey多重比较的单因素方差分析(c, d)。有代表性的图像来自三个(a-d)独立实验，结果相似。源数据作为源数据文件提供。
此外，DNA水凝胶还展现出了优异的血液相容性，这意味着在促进凝血的同时，它能够与血液成分和谐共存，减少不必要的免疫反应或毒性作用，为医疗应用中的安全性与有效性提供了坚实保障。
图4 | DNAgel促进创面愈合，完成皮肤再生。在每只大鼠背部沿脊柱对称形成6个直径1厘米的全层皮肤缺损，并按组进行治疗。a第0、3、5、7、10天愈合过程中的代表性伤口图像。比例尺：2毫米。b在不同的日子里会有伤口的痕迹。c各组伤口大小和d愈合率数据以平均±标准差（n = 3）表示。e各组在第7天（DNAgel组伤口闭合时间点）和第10天（DNAgel组总皮肤再生时间点）用CK14（红色）和DAPI（蓝色）进行免疫组化染色的代表性图像。比例尺：100 μm。f每组新再生皮肤组织的第7天和第10天的苏木精和伊红染色、Masson三色染色和天狼星红染色。紫色的虚线表示最初的创伤边缘。比例尺：1mm（上）；比例尺：100μm（底部，放大）。采用采用Tukey多重比较的单因素方差分析（c，d）进行统计学分析。有代表性的图像来自两个（a，e，f）独立的实验，结果相似。源数据作为源数据文件提供。
总结
综上所述，该工作报道设计了基于DNA材料的仿生凝胶网络，该网络不仅展现出卓越的液体吸纳与体积膨胀特性，还能像智能绷带一般，作为物理屏障有效减缓血液流动，从而在急救止血中扮演关键角色。为了全面评估其性能，研究团队选用了商用明胶海绵作为参照，系统性地探索了DNA水凝胶在生物相容性、体内外凝血效率以及促进伤口愈合等多方面的表现。实验结果显示，DNA水凝胶具备出色的血细胞粘附与聚集能力，并能有效激活血小板，这些特性共同作用于凝血机制，使其在多种出血模型中，特别是大鼠的深部不可压缩性肝脏出血模型中，展现出了令人瞩目的止血效果。此外，在全层皮肤切除的动物模型中，DNA水凝胶同样表现出色，显著加速了伤口的愈合进程与皮肤组织的再生，为伤口护理领域带来了新的希望。
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49933-3
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