Advanced Functional Materials | 形态纳米工程水凝胶带作为止血钳

快速且有效的出血控制仍然是创伤和外科护理中的一大挑战，尤其是复杂或不可压性伤口。现有止血生物材料常常形成单体、低孔隙结构，注射性有限，依赖外部刺激，限制了其临床效用。本研究引入了一种形变纳米工程水凝胶带系统，以解决这些局限性。双层水凝胶带由活跃层和非活性层组成，在生理条件下通过温度诱导的卷曲和随后聚集，形成多孔、相互连接的网络。为实现止血功能，丝带表面被拉波奈特（nSi）-多多巴胺（PDA）纳米颗粒功能化，赋予促凝和粘附活性。形态变化增加了血液与物质相互作用的有效表面积，而热响应驱动、物理互锁和生物活性表面涂层的结合，形成了一个多功能平台，整合机械和生化线索以加速血栓形成。复合系统具有高注射性、增强组织粘附力和显著加速止血，体外凝血时间缩短 67%。这些效应在体内得到了进一步验证，显示凝血时间减少 80%，失血减少 60%。这一综合策略凸显了变形材料作为快速注射止血剂的潜力，并为管理出血提供了创新方法，以改善临床结果。

该研究以题为“Shape-Morphing Nanoengineered Hydrogel Ribbons asHemostat”发表在Advanced Functional Materials上。

图1

涂层带材的制备与表征。A) 示意图展示由 PEGDA 和 PNIPAM 构成的活性层与惰性 PMMA 层组成的双层带材。当温度高于约32°C时， PNIPAM 的 LCST 行为导致带材卷曲。B) 示意图展示在水凝胶带材表面均匀涂覆nSi和PDA涂层的过程，附有共聚焦显微镜获取的代表性图像。C) 荧光显微镜图像显示带材的温度响应性卷曲现象。D) 透射电子显微镜（TEM）图像展示构成涂层的nSi/PDA颗粒的尺寸与形貌。E) 动态光散射（DLS）结果显示nSi、PDA及nSi–PDA纳米颗粒（n=5）的尺寸分布与平均粒径。F) 热重分析（TGA）证实并量化了双层带材表面nSi–PDA纳米颗粒的存在。G) 光学图像展示带材的可注射性及其环境依赖性卷曲与聚集特性。H) 25℃和37℃下未涂层带材的流变学评估，突显缠结效应对粘弹性特性的影响。I) 25℃和37℃下涂层带材的流变学评估，突出表面粘合涂层与缠结效应对粘弹性特性的协同作用。