四川大學華西醫院干細胞與組織工程研究中心/骨研所/生物治療全國重點實驗室解慧琪團隊于2024年12月在Bioactive Materials發表文章“Smart design in biopolymer-based hemostatic sponges: From hemostasis to multiple functions”（點擊二維碼閱讀原文）。本文從材料組成和結構調控的新視角入手，綜述了近年來生物聚合物基止血海綿的最新進展，介紹了其從止血到多功能的智能化設計。此外，從材料研發、臨床應用和轉化研究等多角度，對生物聚合物基止血海綿的現有挑戰和未來發展方向進行了總結。

創傷引起的嚴重失血是導致創傷患者死亡的主要原因，成為威脅人民生命健康的重要因素。為了有效控制出血，眾多止血材料應運而生。隨著該領域的飛速發展，止血材料已由原先的輔助性、單一的止血功能，發展至智能化階段，更好地滿足臨床新趨勢與新需求，成為未來發展的重要方向。在止血材料的設計中，其組成成分和結構直接影響著材料性能和功能。天然來源的生物聚合物因其良好的生物相容性、生物降解性和生物活性備受關注。此外，海綿由于其快速吸血和膨脹的特性，在臨床和日常生活中得到了廣泛的應用。因此，本文著眼于智能化設計與多功能性，綜述了生物聚合物基止血海綿領域的最新進展。

該綜述強調了材料成分與結構對其功能的關鍵性作用：①從材料成分的角度出發，系統介紹了多糖類和多肽類材料在止血中的應用，并特別關注了它們在抗菌、抗氧化和免疫調節等生物活性方面的潛力；②從材料結構的角度出發，總結了不同制備工藝對材料止血、抗菌和組織修復等性能的影響；③進一步地，全面總結了止血材料智能化設計的進展，特別是在增強凝血功能、抗菌性能、預防腫瘤復發、促進組織修復以及出血監測等方面；④最后，強調了該領域發展中所面臨的挑戰，并提出了體內安全性、新興材料、多應用場景和轉化研究的未來方向。生物聚合物基多功能止血海綿的結構、成分和功能化設計示意圖見圖1。

圖1　生物聚合物基多功能止血海綿的結構、成分和功能化設計示意圖

材料成分是影響止血材料性能的關鍵因素之一，在止血材料的設計中至關重要。生物聚合物材料主要分為兩大類：多糖類（如纖維素、殼聚糖、葡聚糖、海藻酸鹽、透明質酸和淀粉）和多肽類（如膠原/明膠、角蛋白和絲素蛋白）。每種材料在物理性質、止血機制、生物活性等方面都具有獨特優勢。主要生物聚合物的化學結構示意圖見圖2。

圖2　主要生物聚合物的化學結構示意圖

止血海綿常見的結構可歸納為3類：多孔結構、微通道結構和3D納米纖維結構。不同的制備方式賦予了材料不同的結構，而這些結構又影響了其理化特征、止血效果和生物活性等。生物聚合物基止血海綿的結構設計見表1。

表1　生物聚合物基止血海綿的結構設計

智能化止血材料正逐漸成為行業發展的新趨勢。本研究團隊從止血性能增強、抗菌能力、防止腫瘤復發、促進組織修復和出血監測5個方面對其研究和應用進行了總結，并提煉出實現該目標的具體設計策略和典型案例。這些功能的實現，不僅提高了止血材料的安全性和效率，還推動了其朝著更高智能化的方向發展。生物聚合物基止血海綿的多功能設計見表2。

表2　生物聚合物基止血海綿的多功能設計

同時，該綜述總結了止血材料領域的主要挑戰和新興趨勢，并提出了體內安全性、新興材料、多應用場景以及轉化研究的未來發展方向。

該綜述從“成分-結構-功能”新視角，系統性地總結了近年來止血海綿領域的最新研究進展，重點突出了其智能化設計，旨在為更多研究者提供幫助與參考。在不久的將來，將會有更多功能化的新型止血海綿被開發出來，并成功應用于臨床，惠及更多的患者。

專家點評

趙偉鋒教授：止血海綿在臨床和急救中應用廣泛，具有極為重要的價值，近年來這一領域受到了研究者的廣泛關注。解慧琪研究員團隊從一個新的視角對止血海綿的發展進行了總結。從組成和結構入手，綜述了這些關鍵因素對材料理化性能、止血效果和智能化設計等方面的影響。在材料成分中，關注了不同生物聚合物內在的特性，如抗菌、止血和組織修復活性；還突出了材料制備工藝的重要性，以及結構對于材料性能的影響。特別地，強調了止血材料的智能設計，包括凝血增強、抗菌、預防腫瘤復發、促進組織修復和出血監測等方面。此外，從基礎研究和臨床轉化等多角度，對生物聚合物基止血海綿目前所面臨的挑戰進行了總結，并展望了其未來的發展趨勢。總體而言，這篇綜述有助于研究者從新的角度了解止血海綿的研究前沿，有望吸引更多研究者的關注。