Nature子刊：完全阻止出血的自密封止血针

【引言】

注射器针头穿刺生物组织后出血在很大程度上是不可避免的现象，虽然不方便，但是对健康的人几乎没有伤害。但是在某些情况下，注射穿刺之后会带来更重大的副作用，如血友病患者不可控制地出血，凝血障碍，血液传染病的传播。到目前为止，很多研究集中于发展替代的注射方法如显微针补丁或者直接口腔或鼻腔给药，但是注射器注射能提供很多疾病的直接治疗并且在注射麻醉药、血糖、激素、免疫剂等方面是不容易被其他技术取代的。所以，亟需开发一种具有止血功能的注射针。

【成果简介】

最近韩国毒理学研究所、韩国科学技术联合大学的Sun-Woong Kang和韩国先进科学学院、InnoTherapy 公司研发中心的Haeshin Lee开发了一种止血剂注射针，这种针表面部分交联邻苯二酚功能化的壳聚糖涂层，通过原位固体-胶体的转变实现自密封穿刺伤口。作者将止血剂注射针在老鼠隐静脉和兔耳静脉注射后发现能够很好地阻止出血，并且在血友病老鼠颈静脉穿刺注射之后老鼠的存活率达到100%。该成果有望应用于普通医疗处理中，尤其是血友病患者医疗处理中。

【图文导读】

图1 邻苯二酚共轭壳聚糖涂层针的物理化学表征

(a)涂覆邻苯二酚-壳聚糖涂层的针头的SEM成像。

(b)通过SEM成像发现整个针的表面形貌几乎没有改变。白色虚线框架显示针头上涂覆邻苯二酚-壳聚糖涂层的区域。针头上的化学成分通过EDS分析: 碳元素（绿色），氮元素（黄色），氧元素（蓝色），铬元素（红色），铁元素（粉色）。

(c)SEM成像显示邻苯二酚-壳聚糖涂层的形貌（第一张成像图，30G; 第二张，26G；第三张，23G; 第四张, 18G）。

(d)涂层的厚度与针的直径关系图。（18G相当于直径1.27毫米，23G (0.64毫米)，26G（0.46毫米，30G （0.31毫米））。

(e)涂层的长度与针的直径关系图。

(f)涂层与针头表面的接触角的成像图（顶部图的接触角为84°，底部图的接触角为26°）。

图2 止血功能的自密封针的两个体内模型图

（a）老鼠隐静脉中涂层针的止血效果成像图。裸露的针（顶部图），没有在4℃预孵育三天的0%氧化的涂层针（中间图），预孵育的5%氧化的涂层针（底部图）。第三张图显示在穿刺部位涂层含有异硫氰酸四甲基罗丹明-牛血清白蛋白。

（b）图a中的老鼠隐静脉出血量的定量分析图。

（c）兔耳边缘静脉注射生理盐水后的涂层针的止血效果成像图。裸露针（顶部图），5%氧化的涂层针（底部图）。

（d）图c中兔耳静脉出血量的定量分析图。

（e）使用5%氧化涂层针后的兔耳静脉组织成像图。红色箭头表示血管中穿刺位置的残留涂层。

（f）凝血酶原时间（红色柱状图）和活化部分凝血活酶时间（蓝色柱状图）实验图。为了确定使用5%氧化涂层针后的兔全血样本的凝固时间。横向的亮红色/蓝色的长框代表血液凝固时间的正常范围。

（g）全血细胞计数分析图。分析移除5%氧化涂层针（红色）和裸露针（黑色）后的白细胞数目水平。

图3 涂层的氧化程度分析

（a）涂层溶液的紫外吸收光谱图。全氧化（黑色），4℃孵育3天的部分氧化（红色），未孵育的无氧化（蓝色）。

（b）涂层溶液的红外光谱图。4℃孵育3天（红色），未孵育（蓝色）。

（c）涂层溶液的氢核磁共振谱图。孵育（红色），未孵育（蓝色）。

（d）涂层溶液的光电子能谱的高分辨氮谱图。孵育的5%氧化（红色），未孵育得无氧化（蓝色）。

（e）氧化涂层的去卷积氮谱图。酰胺/胺基基团约399.8ev（蓝色虚点线），质子化胺约402,2ev（黑色虚点线），亚胺约401.7ev（绿色实线）。

（f）涂层的流变分析图。涂层膜暴露在PBS溶液后（黑色），暴露在血浆后（红色）。

（g）未氧化涂层的流变分析图。涂层膜暴露在PBS溶液后（黑色）。

图4 自密封止血针在血友病模型中的临床优势图

（a）血友病老鼠颈静脉注射后的止血图。裸露的针（顶部图），止血针（底部图）。

（b）血友病老鼠颈静脉注射后的出血量的时间图。裸露的针（黑色），止血针（红色）。

（c）SD老鼠肌肉注射后的止血评估图。裸露的针（左边），止血针（右边）。

文献链接：Complete prevention of blood loss with self-sealing haemostatic needles（Nat. Mater.，2016，DOI: 10.1038/nmat4758）

本文由材料人生物材料小组邓宏华供稿，材料牛编辑整理。

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