苏州纳米所张智军研究员等CEJ：可注射且强韧的粘合性水凝胶，用于高效、实时止血封闭
2023.10.30
每年世界范围内需要处理的外科手术数以亿计。止血是外科手术的核心之一，有效地控制出血是保证手术顺利进行并成功的关键。目前，粘合性水凝胶因其强大的组织封闭能力、良好的生物相容性、优异的生物降解性等优点在止血中显示出巨大的潜力。然而，现有粘合性水凝胶材料难以同时实现可注射性与优异的力学性能、强粘合性与防组织粘连。
针对此难题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张智军研究员等人开发了一种由修饰儿茶酚基团的聚丙烯酰胺网络和壳聚糖-透明质酸共价网络组成的可注射双网络黏附水凝胶(DNAH)，用于有效止血（图1）。得益于水凝胶分子链上儿茶酚基团的修饰、化学交联网络的形成、坚韧的耗散基质、以及儿茶酚动态氧化的过程，DNAH具有高机械强度（断裂强度 > 150 kPa；拉伸、压缩循环无恢复损耗）、强湿组织粘附性（粘合能 ≈ 130 J/m2）以及抗术后粘附性。DNAH优异的力学性能和强大的粘合性能协同作用赋予其对生物组织强大的封闭能力（爆破压力286.5 ± 37.3 mmHg）。动物实验显示（图2），DNAH可实现对大鼠心脏穿刺出血和门静脉出血的高效止血，止血性能明显优于氰基丙烯酸酯粘合剂和纤维蛋白胶。
上述工作为手术中严重出血的快速止血以及防止术后止血粘连提供了有效的策略。相关研究成果以“An injectable, robust double network adhesive hydrogel for efficient, real-time hemostatic sealing”为题，近期发表在国际学术期刊Chemical Engineering Journal上。
课题组博士生张伟为第一作者，张智军研究员和黄洁副研究员为共同通讯作者。
图1. DNAH的合成和湿组织粘附过程示意图。（A）通过自由基聚合和席夫碱反应合成DNAH。（B）DNAH粘合、防粘连机理示意图。
图2. DNAH止血效果。（A-B）DNAH用于大鼠心脏出血模型的止血效果。（C-F）DNAH用于大鼠门静脉出血模型的止血效果。
论文信息：Wei Zhang, Shaoshuai Song, Jie Huang*, Zhijun Zhang*, Chem. Eng. J., 2023, 476,146244.
