什么是止血愈合海绵华南理工大学王小英教授《AHM》：高效抗菌止血的载银沸石／甲壳素／竹复合海绵用于伤口愈合

在日常生活、临床手术或战伤急救事件中，不可控出血、细菌感染及伤口愈合缓慢等问题都会对人们的生命安全造成威胁。甲壳素海绵因优异的生物相容性、可降解性以及聚集活化血细胞的能力，被广泛研究作为止血材料。然而，由于较高的结晶度，纯甲壳素海绵质地坚硬不利于吸附血液，且其本身抗菌活性弱，不利于加速伤口愈合进程。

近日，华南理工大学王小英教授团队利用植物纤维竹粉和载银沸石改善甲壳素的性能，开发了新型载银沸石/甲壳素/竹复合海绵敷料，用于高效抗菌止血及促愈合（图1）。该工作以“High-Efficiency Antibacterial Hemostatic AgNP@Zeolite /Chitin /Bamboo Composite Sponge for Wound Healing without Heat Injury”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》上。华南理工大学郑璐博士生为第一作者、李晓云老师为共同一作，王小英教授为通讯作者，南京中医药大学徐长亮老师和暨南大学张还添副教授为共同通讯。

图1 载银沸石/甲壳素/竹复合海绵的制备及应用示意图

作者首先利用竹粉原位还原制备了载银沸石，并将其与甲壳素和竹粉按照一定比例在氢氧化钠/尿素体系中混合，交联并冷冻干燥后，制备了复合海绵。复合海绵具有三维多孔结构，水蒸气透过性、形状恢复性及可降解性（图2）。竹粉的加入改善了甲壳素海绵的吸水性和柔软性（体积膨胀比>5），载银沸石的加入进一步增强了海绵吸水性及结构稳定性。

图2 复合海绵的物理性能表征

与商用PVF海绵相比，竹粉和载银沸石的加入增强了甲壳素海绵的体外止血性能，且沸石的加入不会引起热损伤（图3）。海绵的多孔结构、大的比表面积及内部沸石颗粒，有利于物理吸收血液，加速红细胞和血小板的粘附和聚集；之后沸石中释放的钙离子有利于激活内外在凝血途径，从而促进纤维蛋白网络的形成实现止血。

图3 复合海绵的体外止血性能

此外，研究了复合海绵对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制情况，发现竹粉中的有效活性成分竹醌具有一定的杀菌活性（图4）。加上载银沸石释放的银离子，复合海绵表现出优异的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率可达~100%。

图4 复合海绵的体外抗菌性能

通过建立小鼠肝脏缺损模型，研究了复合海绵体内止血性能（图5）。复合海绵应用于出血伤口时，失血量减少，止血时间缩短，远低于对照组商用海绵。通过建立鼠背部创面模型，研究了复合海绵对于伤口愈合进程的影响（图5）。结果表明5天后复合海绵处理的伤口愈合程度高于商用海绵和纯甲壳素海绵，说明载银沸石的加入有利于加速伤口愈合。相比于不可降解的商用PVF海绵，体内降解实验进一步表明复合海绵具有良好的生物可降解性，有望作为生物安全的伤口敷料。

图5 复合海绵的体内止血和促创面愈合性能

综上所述，本研究制备了多功能的甲壳素基海绵，用于伤口止血抗菌及促愈合。其中，竹粉增强了复合海绵的吸水性和柔软性，有利于止血且不引起二次伤害，其活性成分竹醌同时赋予了海绵一定的抗菌性能。载银沸石本身的吸水性及钙离子，有利于激活内外在凝血途径加速止血，且银离子的释放进一步提高了海绵的抗菌活性。总之，复合海绵可实现快速止血，抗感染和促皮肤组织再生，表明了其作为伤口敷料的巨大潜力。