在战争、外伤甚至手术中，容易出现深伤口或不可压缩性伤口出血。这类出血通常进展迅速，干预时间窗窄。若无有效止血，这些伤口往往会导致较高的死亡率。形状记忆海绵在阻止不可压缩和深伤口的出血方面很有前景。然而，很少有形状记忆海绵具有快速降解的特性。他们的慢降解特性，一方面会因占位效应而妨碍组织再生，另一方面会引起炎症、粘连、纤维化、异物反应等而不利于组织愈合，从而限制了其在临床的应用。
近期，西安交通大学转化医学院医学工程研究所补亚忠研究员与大连医科大学附属第一医院郑希福教授共同通讯在Advanced Healthcare
Materials期刊上发表了题为“Succinic ester-based shape memory gelatin
sponge for noncompressible hemorrhage without
hindering tissue regeneration”的文章（DOI: / 10.1002/adhm.202202122）。本工作采用生物相容性良好且价格低廉的双端PEG与明胶交联后冷冻干燥，制备了可快速降解的形状记忆止血海绵（Ssponge）（图一）。在本体交联过程中，引入琥珀酰酯键，其环化降解的特性使得该海绵在发挥效用后快速降解，不会导致异物反应（Adv. Mater.
2019,31,1901580）。为了测试该海绵在体内的降解性能以及生物相容性，本工作设计了大鼠皮下包埋实验（图二）。将市售的Csponge与Ssponge分别植入大鼠背部的皮下，用核磁共振（MRI）实时监测海绵的降解快慢。结果显示，14天时，Ssponge已降解完全，而Csponge在21天仍有残留。后续的组织取材染色也表明，由于Csponge降解缓慢，引起的异物反应严重（与Ssponge相比，有更多的炎症细胞与更厚的纤维包囊）。而Ssponge降解快，生物相容性良好，材料更安全。图二大鼠皮下包埋实验。a，皮下包埋示意图；b，取材结果；c，MRI结果；d ，H&E染色及定量结果；e，Masson染色及定量结果。
为了测试该海绵的止血性能，本工作进行了大鼠肝脏止血实验（大鼠肝脏横断出血模型与贯穿出血模型）。结果表明，与市售的Csponge相比，Ssponge在两个止血模型中都表现更好，止血时间更短，失血量更少（图三）。图三: 大鼠肝脏止血实验。a，肝横断止血模型，止血时间及出血量；b，肝贯穿伤止血模型，止血时间及出血量。 本工作采用大鼠肝贯穿伤作为再生模型，来验证该海绵的快速降解特性对组织再生的影响。结果表明，Ssponge处理的伤口，14天基本愈合。而市售的Csponge由于降解缓慢，其处理的伤口21天仍有未愈合区域（图四）。与Csponge组相比，Ssponge组的肝损伤评分更低，代表肝组织愈合更好。肝组织的H&E、Masson染色显示Ssponge组的再生区域更大、再生的导管数目更多以及纤维化区域更少，进一步证明Ssponge组的肝再生愈合情况更好。图四: 大鼠肝脏组织再生愈合实验。a，肝再生模型；b，Masson染色；c，H&E染色；d，肝脏大体取材图；e，愈合相关指标的定量结果。 为了进一步分析海绵处理后肝脏的愈合阶段，本工作采用抗ki-67抗体与ALB抗体进行免疫荧光染色（图五）。Ki-67是一种非组蛋白核蛋白，是损伤组织中细胞增殖的标志，所以Ki-67阳性细胞数量在健康肝脏中非常少，肝脏受损时数目显著增多。而对于白蛋白（ALB），只有正常的肝细胞才能分泌。免疫荧光染色的结果表明，与Csponge组相比，Ssponge组Ki-67阳性细胞数目更少，ALB含量明显增加，证明Ssponge组的肝脏再生愈合情况更好。图五: a，Ki67、ALB的免疫荧光染色；b，免疫荧光的定量结果；c，肝脏愈合示意图。该工作制备了一种可快速降解的形状记忆止血海绵。与市售的Csponge相比，Ssponge在体内止血模型中表现更好，止血时间更短，总失血量更少。此外，在大鼠肝再生模型中，Ssponge的快速降解不会阻碍肝组织再生愈合。由于本研究使用的明胶以及PEG均具有良好的CFDA和FDA历史，所以其具有良好的产业化前景。未来的研究将集中于该体系性能的进一步优化，大动物验证安全性、有效性等。化学与材料科学原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：chem@chemshow.cn
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