出血是戰(zhàn)場上最常見的死亡原因。不是所有的創(chuàng)傷都適合使用止血帶進行止血,所以仍然需要一種有效的止血劑,目前有許多止血劑和敷料可用于控制嚴重出血。Zeolite作為一種新型材料,是從自然界中發(fā)現(xiàn)的多孔晶狀鋁硅酸鹽礦物,能夠吸收大量的水,與周圍的溶液進行離子交換,具有長期的物理和化學(xué)穩(wěn)定性而沒有生物毒性,這使得沸石成為制備止血劑的理想材料。
一、沸石止血的成果
大量研究和應(yīng)用表明,在重度出血情況下,沸石粉的無機止血材料是更為有效的。國外使用的沸石止血劑在戰(zhàn)爭中拯救了上千名士兵的生命,但該產(chǎn)品在使用過程中遇水或血液會放出大量的熱,傷口局部溫度高達90℃以上,導(dǎo)致皮膚灼傷和影響傷口愈合,這是困擾該國多年的難題。為了解決緊急救生止血的問題,浙江大學(xué)化學(xué)系范杰教授課題組采用原位微載技術(shù)將介孔單晶菱沸石結(jié)合到棉纖維表面,制備了一種柔性沸石棉纖維復(fù)合物,該止血材料具備高效的止血性能和可靠的安全性。
有著救命神器之稱的作戰(zhàn)紗布,是一種浸漬高嶺土的無機止血材料,但這種紗布遇水或血液后,活性成分高嶺土很容易脫落,存在較大的安全隱患。范教授團隊研發(fā)的“緊密結(jié)合的”沸石纖維復(fù)合物不怕水洗,也不怕水沖,甚至超聲波震蕩半小時也震不下來。不僅如此,在非常挑戰(zhàn)性的豬頸動脈致死模型試驗中,作戰(zhàn)紗布在傷口按壓10分鐘仍然血流不止,而沸石纖維復(fù)合物紗布在傷口按壓5分鐘就已經(jīng)成功止血,使用過程中沒有放熱效應(yīng)。在造成人員受傷大出血的突發(fā)事故現(xiàn)場往往缺乏現(xiàn)成的有效止血材料。范杰認為“把沸石纖維做成止血衣‘穿’在身上是最保險的救援方式,實現(xiàn)了隨時隨地的緊急止血救援?!?/p>
二、沸石應(yīng)用于醫(yī)療止血領(lǐng)域的其他成果
(1)我國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研制的“速效止血粉”(血盾)以沸石為有效成分,動物實驗和臨床研究顯示其平均止血時間為30s,其作用機制類似QuikClot○RCG,目前已正式列裝。針對醫(yī)用膠涂抹于傷口的給藥方式會導(dǎo)致止血膜不均勻、易破裂而發(fā)生再出血的情況,Jiang等設(shè)計了一種氣流輔助原位靜電紡絲裝置,可將α-氰基丙烯酸酯醫(yī)用膠原位電紡成微納米纖維,并在氣流導(dǎo)向下精確、均勻地沉積到傷口表面形成致密薄膜,動物實驗顯示將其應(yīng)用于小型創(chuàng)口可在短時間內(nèi)(2~20s)快速止血,大型創(chuàng)口可在1~2min內(nèi)止血。李云龍等研究了不同離子交換的沸石在蛋白質(zhì)環(huán)(proteincorona)形成前后的凝血時間,結(jié)果表明鈣離子交換的沸石具有較好的促凝血活性,其凝血時間約110s。當表面形成蛋白質(zhì)環(huán)之后,材料的凝血時間進一步降低至10s左右,說明蛋白質(zhì)環(huán)的形成可以大大提高沸石的促凝活性。利用這一納米材料-生物體系的相互作用,該團隊改變沸石材料原本的納米結(jié)構(gòu)以及它的組成成分比例,研制成新型沸石止血劑,在提高止血效果的同時解決了沸石放熱灼傷組織的問題。
(2)ACS在2005獲得FDA批準可外用,是一種因子濃縮類止血劑,其沸石顆粒較大,并用紗布袋包裝,處理不規(guī)則腔室內(nèi)出血或有創(chuàng)腔內(nèi)血液灌注情況時ACS可有效止血而不會被沖走流失,而且ACS也更容易清理去除。
針對已有的無機止血劑的研究還在繼續(xù),如不斷償試將已有沸石產(chǎn)品為載體引入銀離子、鈣離子和凝血因子以改進其性能;新的人工合成的多孔材料介孔硅已開始用于止血劑制備;被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)納米材料等,未來關(guān)于沸石止血劑的研究還有很大空間。無機/聚合物復(fù)合沸石材料可以提高無機止血劑的止血效果,為改善凝血障礙患者的止血效果提供一個獨特的機會。只有針對這些問題不斷地研究和創(chuàng)新,才能開發(fā)出新的、更適合院前急救使用的理想的沸石止血劑產(chǎn)品。