沸石通過釋放熱量引起血小板/纖維蛋白原粘附和蛋白質凝固達到止血目的，但是沸石基止血劑放熱引起周圍組織的熱損傷是亟待解決的問題。另外，止血過程中的抗感染、傷口愈合、實際操作簡易等重要問題尚未得到足夠的重視。
近日，電子科技大學附屬四川省人民醫院張坤教授團隊合成了一種沸石基的復合止血噴霧劑，由摻銀(Ag)的β-沸石(βZ)和纖維蛋白原(F)/凝血酶(T)組成，能有效封閉術后血管破裂，改善細菌引起的炎癥，加速傷口愈合。該研究成果以“Composite Hemostat Spray Seals Post-Surgical Blood Burst and Ameliorates Bacteria-Arised InFlammation For Expediting Wound Healing”為題在線發表于ACS Materials Lett.(2023，DOI: 10.1021/acsmaterialslett.3c00212)。
【文章要點】
本論文合成了一種沸石基復合止血劑Ag-βZ-F/T，能快速封堵術后血管破裂、減輕熱損傷，同時具備抗菌活性、促進傷口愈合。作用機制(1)在Ag-βZ放熱止血基礎上，纖維蛋白原(F)/凝血酶(T)轉換為纖維蛋白，纖維蛋白凝膠不僅通過與紅細胞的大接觸面積協同促進凝血，還可以作為物理屏障覆蓋Ag-βZ，減少溶劑熱釋放，避免高溫對周圍組織的損傷。(2)Ag-βZ中Ag的原位引入產生活性氧(ROS),可以殺死細菌，減輕感染，并促進人臍靜脈內皮細胞(HUVECs)的增殖，從而加速傷口愈合。本論文采用的噴涂方法增強了使用適用性，具有易于操作的便利性。(圖1)
圖1 噴灑復合止血劑封堵術后出血、改善細菌性炎癥、促進創面愈合的操作及作用機制。
止血作用及熱釋放
利用紅外熱像儀監測不同沸石基材料的溫度變化曲線，發現Ag-βZ和βZ的溫升(約14-15℃)明顯高于相應的F/T聯合止血劑(即Ag-βZ-F/T和βZ-F/T)的溫升(約2-4℃)。表明，F/T的引入有效地降低了沸石的放熱(圖2a,b)。凝血功能指標、電解質濃度水平、體外凝血指數等數據指標間接驗證了復合沸石止血劑的體外凝血能力(圖2c-e)。目視凝血試驗更直接表明Ag-βZ-F/T具有最強的凝血能力（圖2f）。這歸因于F/T的引入將纖維蛋白原轉化為纖維蛋白，形成大接觸面積的物理屏障，進一步結合血細胞，加速凝血。
圖2 體外熱釋放及止血試驗。
為了進一步驗證復合止血噴霧的止血能力及組織熱損傷情況，我們建立了新西蘭兔股動靜脈致死性損傷模型?？梢钥吹?，各實驗組中Ag-βZ-F/T止血速度最快，出血量最少(圖3b,c)，止血后的創面視野干凈清晰(圖3a)，處理后切口最高溫度僅略高于對照組(40.1℃)，達到43.4℃(圖3d)，病理無明顯血管、神經及肌肉損傷(圖3e)，熱休克蛋白(HSP70)的表達較對照明顯降低(圖3f)。與Ag-βZ-F/T相反，Ag-βZ雖同樣具有明顯的止血效果，但產熱嚴重，最高溫度達到54.5℃(圖3d)，存在神經膜增厚，纖維變形(圖3e)，HSP70)的表達顯著上調。這些結果表明F/T的引入確實降低了沸石產生的溶劑熱水平，降低了溫度，避免了對周圍組織的熱損傷。
圖3 術后體內止血試驗。
抗細菌感染及促進修復
平板抑菌實驗顯示，在各組菌群中，僅Ag-β z - F /T處理組(右下)周圍存在明顯的抑菌環，PBS處理組(上)和βZ-F/T處理組(左下)均未發現明顯的抑菌環(圖4a)。這與Ag介導產生的活性氧(ROS)的殺菌作用直接相關。為了進一步觀察止血劑的體內抗菌能力，我們建立了新西蘭兔股動靜脈的金黃色葡萄球菌感染模型，組織切口分別用Ag-βZ-F/T及βZ-F/T處理，3天后觀察，發現βZ-F/T處理后的創面出現明顯的紅腫和膿腫，而Ag-βZ-F/T處理后的創面依然干燥，無紅腫和膿腫形成(圖4b)，病理切片未見明顯炎細胞浸潤(圖4c)，炎癥因子水平、炎性細胞數目也明顯降低(圖4d-f)，這些結果可以表明，含Ag止血劑的摻雜使Ag-βZ-F/T復合止血劑具有高度抗菌性。此外，我們通過追蹤新西蘭兔致死性股動靜脈分離模型的CD34免疫組化結果發現，隨著時間的推移（3、7、14 d），經Ag-βZ-F/T處理后的切口處CD34的表達顯著增高，遠高于僅用紗布處理止血的切口。已知CD34是組織修復的生物標志物，這充分表明Ag-βZ-F/T處理止血能加速組織修復。
圖4 體內外抗菌試驗。
【小結】
本研究整合F/T、Ag與沸石，構筑了一種高效止血、無熱損傷、抗菌抗炎、促進修復的“一體化”復合沸石基止血劑(Ag-βZ-F/T)。本文的主要創新點是(1)將F/T引入沸石的止血過程，不僅增強了止血能力，而且解決了沸石基明顯放熱產生的組織熱損傷問題。(2)原位加載Ag產生ROS，實現抗菌抗感染，并促進傷口愈合，豐富了復合止血劑的功能性。其使用成分均經過臨床批準，保證了生物安全性，且其噴灑方式操作簡單、應用場景廣，具有較強的臨床轉化潛力。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c00212
