无法控制的出血是战场上可预防死亡的主要原因（高达 80%），也是平民创伤死亡的第二大原因。其中大部分死亡是由于不可压缩性出血损伤造成的，这种损伤通常发生在躯干，无法用止血带治疗。目前，已开发出多种止血产品来应对此类创伤的挑战，但少有产品在实际应用中显示出效果。 这些损伤需要具有足够扩张性的止血材料，以填充伤口空隙并抵抗出血血管的血压。因此在材料方面，则需要其具有适当的生物降解性、低细胞毒性和适当的膨胀特性和对温度/液体的响应特性，常见的形式包括纤维素海绵、明胶-纳米硅酸盐复合材料、聚合物泡沫等。例如，目前已被美国FDA批准的XStat是一种涂有壳聚糖的压缩纤维素海绵，在注入伤腔并接触血液后可膨胀12~15倍，从而提供物理屏障并对破裂的血管施加压力。
近日，美国得克萨斯农工大学Duncan J. Maitland和Akhilesh K. Gaharwar团队报道了一种由明胶-纳米硅酸盐复合材料和形状记忆聚氨酯泡沫复配的体系，可以实现良好的液体吸收、膨胀和止血能力，有望应用于不可压缩性出血的首创止血。
在本工作中，团队在水性环境中加热并搅拌纳米硅酸盐和明胶，以制备分散均匀的纳米复合材料。另一方面，则使用六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、三乙醇胺（TEA）和羟丙基乙二胺（HPED）作为原料，并添加发泡剂、催化剂和表面活性剂来制备具有宏观孔隙度的聚氨酯-脲形状记忆聚合物泡沫。最后，在聚氨酯泡沫的外部涂敷，或向内部注入纳米复合混合物。
团队通过不同的复配比例制备了一系列复合材料，发现总固体质量浓度为3%以上时，纳米复合材料会过于黏稠而无法有效渗透泡沫孔隙。最后，团队选择使用高浓度纳米复合材料（6% 纳米硅酸盐、3% 明胶）制备聚氨酯泡沫“涂层复合材料”，使用稀释的纳米复合材料（1.5% 纳米硅酸盐、0.75% 明胶）制备聚氨酯泡沫“灌注复合材料”。在真空下保持、冻干后，团队进一步测试了其形状记忆性、机械性能以及止血潜力。
测试和试验结果表明，上述两种材料在生理条件下均能够在生理条件下快速膨胀，适用于在10~30分钟内治疗不可压缩伤口。动态和静态模型以及反转试验则表明：相较于对照组，涂层复合材料使凝血时间缩短约 20%，而灌注复合材料则促进弥漫性凝血。此外，SEM成像显示血液会渗入体系的孔隙中，内部结构均出现了血细胞聚集和纤维蛋白网络，这表明材料能有助于形成稳定的凝块结构。作者表示，本工作报道的复合材料体系可以用不可压缩伤口的快速止血，且性能相较现有治疗方法有所提升。在未来，将会继续评估该体系在生物体内分布、长期生物降解以及在生理模型中止血能力的表现。
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