西安交大郭保林教授《Nat. Rev. Chem.》邀请综述：用于伤口愈合应用的止血材料
伤口是最常见的健康问题之一，在过去十年中，促进伤口护理和愈合的费用持续增加。伤口愈合的第一步是止血，严重创伤后无控制的出血与高死亡率息息相关。因此，迅速控制出血意义重大，并且这进一步促进了止血材料的开发。尽管止血材料的最初目标是止血，但进一步开发的止血材料被证实既能促进更有效的止血，又能展现出包括抗菌性能、生物降解性能，促进血管生成能力和促进组织再生能力等在内的有吸引力的促伤口愈合特性，极大的扩展了止血材料的应用。
基于以上现状，以及在止血和促进组织修复领域的持续研究（Biomaterials 2017, 122, 34−47; Nat. Commun. 2018, 9, 2784; Biomaterials 2018, 183, 185−199; Small 2019, 15, 1900046; Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910748; ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 35856−35872; Chem. Mater. 2020, 32, 6595−6610; Chem. Eng. J. 2021, 403, 126329; ACS Nano 2021, 15, 7078−7093; Small 2021, 17, 2101356），西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授团队受邀对应用于组织修复的止血材料进行了综述。在这篇综述中，研究人员重点介绍了材料的化学成分及其促进止血和伤口愈合的过程。研究人员首先提供了不同止血活性成分的概述，讨论了过去10年在这些促进止血的活性成分的化学修饰方面取得的进展，并指出了未来的趋势。此外，他们还介绍了止血材料的不同形式，分析了它们的优缺点。此外，作者还讨论了止血材料的设计及其在伤口愈合中的应用所面临的挑战，以激发这一领域更深入的研究。
图1 用于伤口愈合应用的止血材料的活性成分和材料形式
伤口愈合涉及四个重叠（但定义明确）的阶段：止血、炎症、增殖和重塑。作为修复第一阶段的止血，其发生机制有两个主要阶段（图2）。止血的初级阶段主要涉及血小板的粘附、激活和聚集。在止血的第二阶段，由外在和内在凝血途径产生凝血块。修复的后续几个阶段还涉及伤口清洁、胶原、肉芽组织、血管、表皮等的形成。越来越多的证据表明，生理性止血与伤口愈合密切相关，这进一步推动了对伤口愈合止血材料设计的研究兴趣。
图2 生理性止血过程中的初级止血和二级止血
当开发止血材料时，需要考虑的两个主要因素是活性化学成分和材料形式。活性成分分为四类：天然聚合物、合成聚合物、硅基材料和含金属材料（图1）。止血材料中使用的各种活性成分具有不同的止血功能。例如，最广泛使用的止血成分壳聚糖通过聚集红细胞、刺激血小板、激活止血相关途径和促进血凝块形成促进止血。硅基材料，如高岭土或沸石，具有可吸收血液和促进凝固的介孔结构。
止血材料有多种形式，从简单到复杂，从二维到三维，从亲水到疏水，从宏观到纳米，并且其形式也会影响功能和应用，最广泛使用的止血材料形式包括海绵、水凝胶、纳米纤维和颗粒或粉末等。海绵是用于控制出血的最传统的材料形式，其具有很高的吸血能力以及富集红细胞和血小板的能力，同时它们可以浓缩凝血因子，从而促进凝血（图 3）。水凝胶不仅有助于控制出血，还有助于保持伤口部位湿润，有利于伤口愈合。用于控制出血的水凝胶的一个共同特征是黏附性，这使水凝胶能够密封伤口并加速止血。纳米纤维基质主要通过其捕获血细胞、血小板和其他凝血因子的能力以及其结构与天然纤维蛋白纤维的相似性来控制出血。止血颗粒和止血粉可应用于多种伤口，包括深部和不规则形状的伤口。此外，复合材料也越来越受到关注，因为它们结合了不同成分的有用特性，同时避免了单一材料的某些缺点。
图3 海绵止血材料
开发止血材料最具挑战性的方面是将其设计成适合其应用的形式。此外，更快更容易的化学反应、止血能力与诊断和/或监测能力相结合、易于去除、长期稳定性和便携性等都是未来设计用于伤口修复的止血材料时需要被进一步考虑的方向。
以上成果以“Haemostatic materials for wound healing applications”为题发表在Nature Reviews Chemistry (Doi:10.1038/s41570-021-00323-z)。西安交通大学前沿科学技术研究院郭保林教授为论文的第一作者和通讯作者，前沿院助理教授董若楠，博士生梁永平和李勐参与了论文的撰写。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41570-021-00323-z
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