出血是戰場上最常見的死亡原因。不是所有的創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,是從自然界中發現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穩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爭中拯救了上千名士兵的生命,但該產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,浙江大學化學系范杰教授課題組采用原位微載技術將介孔單晶菱沸石結合到棉纖維表面,制備了一種柔性沸石棉纖維復合物,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。范教授團隊研發的“緊密結合的”沸石纖維復合物不怕水洗,也不怕水沖,甚至超聲波震蕩半小時也震不下來。不僅如此,在非常挑戰性的豬頸動脈致死模型試驗中,作戰紗布在傷口按壓10分鐘仍然血流不止,而沸石纖維復合物紗布在傷口按壓5分鐘就已經成功止血,使用過程中沒有放熱效應。在造成人員受傷大出血的突發事故現場往往缺乏現成的有效止血材料。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,實現了隨時隨地的緊急止血救援?!?/p>
二、沸石應用于醫療止血領域的其他成果
(1)我國軍事醫學科學院研制的“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。針對醫用膠涂抹于傷口的給藥方式會導致止血膜不均勻、易破裂而發生再出血的情況,Jiang等設計了一種氣流輔助原位靜電紡絲裝置,可將α-氰基丙烯酸酯醫用膠原位電紡成微納米纖維,并在氣流導向下精確、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用于小型創口可在短時間內(2~20s)快速止血,大型創口可在1~2min內止血。李云龍等研究了不同離子交換的沸石在蛋白質環(proteincorona)形成前后的凝血時間,結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。當表面形成蛋白質環之后,材料的凝血時間進一步降低至10s左右,說明蛋白質環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構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,處理不規則腔室內出血或有創腔內血液灌注情況時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,如不斷償試將已有沸石產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;被廣泛應用于生物醫學納米材料等,未來關于沸石止血劑的研究還有很大空間。無機/聚合物復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新,才能開發出新的、更適合院前急救使用的理想的沸石止血劑產品。