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  不可按壓出血是戰場和創傷急救中可預防性死亡的首要原因。然而在緊急救治中，傳統止血材料如紗布、海綿等通常依賴于物理壓迫來實現止血，在深部、不規則且無法加壓的致命性不可按壓出血中其效力常顯不足，這一局限性因此成為制約戰場及日常緊急創傷救治效率的關鍵瓶頸。開發能夠快速自適應填充復雜創腔、主動推進并高效促凝的便攜式止血材料，一直是戰場與院前急救材料領域的重大挑戰之一。

  近期，西安交通大學前沿科學技術研究院郭保林教授與西安交通大學口腔醫（學）院李勐副研究員團隊將多巴胺修飾的蒙脫土（PDA-MMT）引入到具有超快速自凝膠與濕粘附特性的聚乙烯亞胺/聚丙烯酸（PEI/PAA）粉末基質中；并通過引入基于質子化氨甲環酸（TXA-NH??）與碳酸鈉（Na?CO?）的原位發泡體系，成功構建了一種集超快速自凝膠、自膨脹、自推進、高濕粘附與促凝功能于一體的便攜式止血粉末（PP/PT5-TXA30）。

  該工作以“Ultra-fast self-gelling self-expanding self-propelling high-adhesion procoagulant hemostatic powder for non-compressible hemorrhage hemostasis in pigs”為題發表于《Nature Communications》。文章第一作者是西安交通大學的碩士生黃晟飛和西安交通大學口腔醫（學）院副研究員李勐。該研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。

  該材料在接觸血液時觸發三重協同機制：物理交聯網絡瞬間（2秒內）形成強粘附水凝膠屏障；酸堿反應持續產生二氧化碳氣體，驅動材料在5秒內體積膨脹400%，實現自推進與對不規則傷腔的自適應填充；同時，釋放的氨甲環酸發揮抗纖溶作用，協同材料表面特性高效激活凝血級聯反應（圖1）。實驗表明，該止血粉末在從大鼠、兔到豬的一系列逐級升級的致死性不可按壓出血模型（包括肝臟缺損、股動脈及鎖骨下動靜脈完全離斷等）中，均展現出碾壓性的止血效能。在最具挑戰性的豬鎖骨下動靜脈完全離斷模型中，相較于需要手工加壓的醫用紗布對照組，該材料將失血量降低了98%，止血時間縮短了96%，并實現了100%的存活率（圖2）。這項工作創造性地將“粉末的便攜穩定性”、“液體的滲透與順應性”以及“凝膠的強粘附密封性”三重優勢相結合，為深部、復雜、無法加壓的致命性不可按壓大出血的院前與戰場急救提供了突破性的解決方案。

圖1. 止血粉末的制備、應用及作用機制示意圖。本圖展示了具有增強凝血功能的快速自凝膠、自膨脹、自推進及高粘附性止血粉末的制備示意圖，以及將該粉末注射至豬鎖骨下動脈/靜脈橫斷出血模型的應用流程圖，并附有其相應的促凝血與粘附機制示意圖。

圖2.豬鎖骨下動脈與靜脈完全橫斷所致不可按壓出血的止血效果。a) 在致命的、豬鎖骨下動脈與靜脈完全橫斷不可按壓出血模型中，應用可注射超快速自凝膠、自膨脹、自推進粉末止血裝置的示意圖。采用紗布填塞并輔以手工壓迫作為對照組。在豬鎖骨下區建立的致命性動脈/靜脈完全橫斷不可按壓出血模型中，評估了PP/PT5-TXA30止血粉末的體內止血性能（n = 3）。b) 止血過程與效果展示（比例尺：30 mm）。c) 失血量，d) 止血時間，以及e) 施用時長的定量分析。數據（c, d, e）以均值±標準差表示（n = 3個獨立樣本）。對（c, d, e）的統計學比較采用雙尾Student''''s t檢驗。**** p < 0.0001。

團隊前期相關進展：

  該工作是團隊近期面向致死性不可按壓大出血救治的創傷急救材料研究的最新進展之一。深部不可按壓出血的復雜性與緊急性（如創腔不規則、出血量大且無法加壓）對止血材料的快速響應性、深部滲透性與強效密封性提出了多重嚴苛要求。傳統單一機制的止血材料往往難以同時滿足這些需求。為此，團隊發展了“多機制協同集成”的材料設計策略，系統探索了物理密封、生化促凝與自適應膨脹在止血過程中的協同增強效應（Nature Reviews Chemistry, 2021, 5(11): 773-791；National Science Review, 2022, 9(11): nwac162）。在過去的幾年中，團隊先后研制了一系列基于冰模板技術的可注射冷凍凝膠，通過形狀記憶膨脹與生化因子的協同作用控制非壓迫性出血（Nat. Commun. 2018, 9, 2784; Advanced Functional Materials, 2023, 33(31): 2214089; Chem. Mater. 2020, 32, 6595），并系統探索了兼具自膨脹、自推進特性的水凝膠粘合劑在致死性出血中的性能（Adv. Mater. 2024, 36, 2308701）。近期，團隊進一步聚焦于提升材料的便攜性、穩定性與即時操作性，成功開發了超快速自凝膠止血粉末（Biomaterials, 2025, 315: 122936）。這類粉末材料在干燥狀態下穩定易存，遇血時能瞬間凝膠化并膨脹，有效整合了“瞬時液態滲透”與“固態凝膠強度”的優勢。以這些研究為基礎，團隊通過引入氣體發泡新機制，實現了材料從“被動吸收填充”到“主動推進滲透”的功能躍升，從而針對最深部、最復雜的不可壓迫創腔提供了前所未有的止血解決方案。

團隊負責人簡介：

  郭保林，博士，二級教授，博士生導師，國家級領軍人才，國家級青年人才，陜西省杰出青年基金獲得者，愛思唯爾高被引學者，西安交通大學青年拔尖計劃人才A類入選者。2011年從瑞典皇家理工學院（KTH）獲得高分子材料學博士學位，師從瑞典皇家工程院院士Ann-Christine Albertsson教授（Biomacromolecules創刊主編）。主要從事生物醫用高分子材料的研究，具體研究方向包括可降解導電高分子材料、多功能水凝膠、組織工程支架與再生醫學、藥物控制釋放體系、皮膚敷料、止血材料、可穿戴器件等。

  針對戰場和日常事故等都會引起大量流血、嚴重感染及皮膚和肌肉的重度損傷，嚴重威脅生命和健康的難題，近年來研究團隊圍繞快速止血、智能抗菌和皮膚、肌肉高效修復這一前沿方向，通過對水凝膠進行化學改性和功能化，提出了快速膨脹水凝膠物理封堵止血策略，實現了對深層次不可按壓傷口的快速止血；提出自適應抗菌新策略，實現了耐藥菌和生物膜的高效殺滅和清除；開發了抗菌導電抗氧化多功能水凝膠皮膚敷料，并構建了仿生肌肉3D 組織工程支架，實現了對皮膚和肌肉的高效快速修復，為減少戰場/事故傷亡和促進組織修復奠定了堅實的基礎。

  已經以第一/通訊作者在Nature Reviews Chemistry, Nature Protocols, Nature Communications, Chemical Society Reviews, Progress in Polymer Science, National Science Review, Advanced Materials,  Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Today, Biomaterials等國際期刊發表論文160余篇，其中影響因子大于10的論文80余篇，ESI高被引論文50余篇, 單篇最高引用2700余次，引用44000余次，H指數97。在第一/通訊作者 SCI 論文中，多篇被Materials Today, Advanced Science News, 科技日報頭版等國際知名學術新聞網站作為研究亮點評述。授權/申請發明專利16項，目前主持/完成省部級科研項目10項，包括國家重點研發計劃課題1項和國家自然科學基金委項目5項。獲陜西省高等學校科學研究優秀成果獎一等獎（第一完成人）和美國化學會Chemistry of Materials Lectureship Award(全球每年1人), 任國家自然科學基金委函評專家、中國生物材料學會水凝膠分會常務理事和中國生物學會血液凈化分會委員。任 Journal of Renewable Materials 副主編，ACS Biomaterials Science and Engineering、Nanomaterials、Materials、Advanced Fiber Materials 、Nano-Micro Letters期刊(青年)編委。受國家出版基金資助主編專著1部《皮膚組織修復與再生材料》，撰寫英文專著2章。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68683-y