假设你的手指不小心被划伤,贴个创可贴就能把血止住。那么大动脉出血呢?创可贴、纱布都没辙。外伤导致的逝世中有三分之二是因为失血过多,有没有马到成功的止血办法?这是近十几年来科学界的新式研讨范畴。近来,浙江大学化学系范杰教授的课题组创造晰一种新式沸石资料,具有12秒瞬间止血才能,有望开展成为新一代止血资料,为大出血止血医治赢得宝贵时刻。
开始,沸石是在工业上被广泛选用的催化剂和气体吸附分离剂,因灼烧时会发生欢腾现象而得名。上世纪80年代末,美国的Frank Hursey博士刮胡子时不小心刮伤了脸,血流不止。情急之下,他拿起沸石往脸上抹,发现血很快止住了。很快,他开发了一种沸石紧迫止血剂,申请了专利,并经过了 FDA认证。2003年起,沸石止血剂在伊拉克战场上被美国部队用作紧迫止血剂以来,现已成功拯救了许多人的生命。现在,沸石止血剂及其改善产品渐渐的变成了每一位美军的规范随身配备。
“开始,人们猜想沸石的微观多孔结构能够吸附血液中的很多水分,浓缩富集血液中的凝血因子,然后加快凝血进程。”范杰教授说,根据这种了解,人们期望开宣布强吸水功用更强的资料,以进步止血功率。但是,副作用来了。资料尽管吸水才能强,但一起会放热,止血的一起会灼伤皮肤,影响创伤愈合。
“有的资料吸水功用更强,但为什么是沸石,尤其是含有钙离子的止血成效反而好?”范杰教授以为,答案应该在更为微观的结构中,沸石在止血的进程中,究竟发生了什么改变?传统的“吸水说”,已不能回答。课题组将“资料外表功用蛋白质环(protein corona)”的概念引进到高效沸石止血资料开发,创造晰一种新式的Ca-沸石止血资料,并验证和解说了这样一种资料的止血机制。
课题组首要制备了一种Ca-沸石资料,并使其与血液触摸。“咱们得知,沸石外表会被血浆蛋白包裹,然后构成一层蛋白质环”。试验发现,这个复合的蛋白质环具有超高促凝血活性和凝血酶生机,资料的凝血时刻从120秒缩短到12秒,使得资料具有瞬间止血才能。“咱们弥补了安稳性试验,这种复合资料在室温下保存30个月后,依然具有本来的高效止血才能,有用克服了传统生物酶止血资料简略失活的缺陷。”
研讨组又经过免疫剖析和生物质谱剖析,发现沸石孔道中的钙离子能从血液中“捕获”并活化一种要害凝血蛋白质凝血酶。血液中的凝血酶是激活凝血进程的一种要害蛋白,在天然状况下,它只要几十秒的活性,但在范杰教授创造的这种新式的沸石资猜中,“钙离子紧紧抓住这些凝血酶,让它们继续地发挥止血成效。也就是说,这样一种资料能让凝血酶一向出于开机状况。”如果把沸石孔道中的钙离子移除,外表蛋白质环中的凝血酶则逐步被抗凝血酶按捺失掉其安稳的凝血活性。
“这一止血进程不是简略的物理吸附现象,而是发生了化学反应。”范杰介绍,这是在国际上初次提醒了沸石凝血作用的分子机制。这种新式的生物-无机复合资料具有了无机硅酸盐资料的安稳性和生物凝血蛋白分子的优异的紧迫止血功用。有望替代现在无机硅酸盐和生物凝血蛋白止血资料,成为新一代生物-无机紧迫救生止血资料。
“在此之前,咱们研制的都是无机紧迫止血资料,这次是第一次研宣布生物-无机复合资料,”范杰教授介绍,现在国际上的紧迫止血产品大致上能够分为三类: 生物凝血蛋白、壳聚糖高分子和硅铝酸盐。其间无机硅酸盐类产品是以沸石和粘土为代表的无机型止血资料,因为其具有相对低价的价格和安稳的优秀止血作用遭到美国军方和民众的广泛欢迎。壳聚糖生物高分子和凝血蛋白等生物型止血资料尽管止血作用不错,但产品价格昂贵,并且安稳性遭到环境影响比较大。“咱们从始至终期望能开发一种价格适中、止血作用优异、且安稳性很高的紧迫救生止血资料,进步我国紧迫救生技能。”范杰说。这种新式的生物-无机复合资料一起兼备了无机资料的安稳性和生物资料的高有用性,有望替代现在的止血资料,成为新一代紧迫止血资料,现在现已取得我国创造专利,并完成了动物试验,最快有望在本年下半年问世。