福建师范大学考研，福建师范大学考研分数线
棉纱布是一种被广泛使用的局部止血材料，止血机制在于血小板与棉纤维接触后活化，快速吸走血液，使血细胞和血小板静息形成血凝块。然而，由于其高度亲水性、多孔结构和纤维之间的毛细作用，经常在出血停止前，棉纱布吸收了过多的大量血液，导致额外的失血。因此，研制失血量少的快速止血棉纱布具有重要意义。
受贻贝足蛋白对非干燥表面的良好粘附性的启发，福建师范大学的刘海清教授、陈巍教授、方燕副教授等研究团队联合开发了一种高效的止血棉纱布，该纱布表面用以邻苯二酚基团封端的柔性长疏水烷基链进行改性。它在动物损伤中的止血性能优于标准棉纱布和商用止血纱布，生物安全性相似，去除纱布后几乎不会再出血。归因于邻苯二酚的组织粘附阻断作用、棉花对血液的毛细作用和长烷基的疏水作用，该高效止血棉纱布能有效地控制血液运动，快速形成大而厚的初级红细胞凝块，从而得到高效的止血能力。该研究工作以题为“Efficient, biosafe and tissue adhesive hemostatic cotton gauze with controlled balance of hydrophilicity and hydrophobicity”发表在最新一期的《Nature Communications》上。
【纱布的制备和结构】
通过等离子体处理后，将三种带有不同基团的侧链接枝到棉纱表面。其化学结构由固态 13C NMR谱、FTIR和XPS证实。棉纱由交织的棉线组成，孔隙在纱布中非常丰富。等离子体处理和自由基引发的接枝反应后，交织的纤维网络结构得到了很好的保持。棉纤维的表面粗糙度略有增加，一方面是由于等离子体蚀刻的加深效应，另一方面是纤维表面的接枝薄层也可以提高粗糙度。
图1：表面改性棉纱布的制备示意图
图2：表面改性棉纱布的结构表征
【纱布的润湿性】
连接带有邻苯二酚短烷基链改性的ABO-g-纱布表现出与棉纱布类似的润湿行为，在5分钟时的吸水率约为321%。无邻苯二酚的硅烷化改性的HTMS-g-纱布具有很高的疏水性，接触角为132.6°，吸水率约为9.0%。而连接带有邻苯二酚长烷基链改性的USO-g-纱布的接触角约为68.2°，在60秒内，水和血液在USO-g-纱布上逐渐垂直扩散到纱布中，表面的润湿面积几乎与液滴的大小相同，吸水率约为267%。水分管理试验表明，USO-g-纱布伴随的疏水/亲水结构不仅赋予其适当的润湿时间和铺展速度，还赋予其从一侧向另一侧扩散水分的能力。这些特性将非常有助于控制纱布中以及纱布与组织接触面上的血液流动。
图3：水和纱布之间的相互作用
【纱布上的红细胞和血小板粘附】
聚集的红细胞和血小板是控制出血的血块的基本成分。扫描电镜观察了纱布与红细胞、血小板的相互作用。红细胞粘附在纱布纤维表面形成聚集体。红细胞独特的双凹盘结构得到了很好的维持，表明纱布不会影响红细胞的正常生理状态。粘附在纱布纤维表面的红细胞数量取决于其润湿性，USO-g-纱布上可以观察到更大的血小板聚集形成。且USO-g-纱布表面存在一些带有伪足的血小板，这表明血小板在与纱布纤维接触时已成功激活。上述现象表明，USO-g-纱布可以捕获血浆中的红细胞和血小板，帮助形成血栓。
图4：红细胞和血小板在纱布上的粘附
【大鼠股动脉损伤模型的出血控制】
采用大鼠股动脉损伤模型评价纱布对体外创伤的止血效果。与棉纱布类似，由于高亲水性，60秒时ABO-g-纱布表面几乎完全被血染。纱布取出时，血液再次从伤口流出。疏水性HTMS-g-纱布接触创伤时，从纱布/组织面接缝处渗出。出血停止后10分钟内取下纱布，出现严重的再出血，说明其止血能力远不如棉纱布。而USO-g-纱布与出血的伤口接触时，血液既没有扩散到顶部纱布层，也没有从纱布/创面接缝中渗出，四层纱布的前两层纱布上只有一处小血迹。止血后，伤口及周围干燥、清洁，无明显血渍，无再出血发生。这些现象表明，USO-g-纱布对大鼠股动脉损伤具有良好的止血效果。与商用止血纱布相比，USO-g-纱布的失血量显著减少约71%。
图5：纱布对大鼠股动脉损伤的止血作用
【小结】
综上所述，该工作将含邻苯二酚的长疏水烯基侧链接枝到棉纱表面，研制出一种高效止血棉纱，并在DFT计算和测量结果的基础上，提出了该纱布新的物理止血机制。该纱布克服了传统棉纱固有的高吸血能力，大大减少了因创伤出血造成的额外失血，从而能提高患者存活率，降低输血等医疗费用。在大鼠股动脉等模型上观察该纱布具有良好的止血效果，其止血性能远优于标准棉纱和商用止血纱布。这种纱布在紧急护理和临床应用等方面都很有前景，可用于控制各种创伤性大出血。
来源：高分子科学前沿
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