四川大学华西医院干细胞与组织工程研究中心/骨研所/生物治疗全国重点实验室解慧琪团队于2024年12月在Bioactive Materials发表文章“Smart design in biopolymer-based hemostatic sponges: From hemostasis to multiple functions”（点击二维码阅读原文）。本文从材料组成和结构调控的新视角入手，综述了近年来生物聚合物基止血海绵的最新进展，介绍了其从止血到多功能的智能化设计。此外，从材料研发、临床应用和转化研究等多角度，对生物聚合物基止血海绵的现有挑战和未来发展方向进行了总结。

 

创伤引起的严重失血是导致创伤患者死亡的主要原因，成为威胁人民生命健康的重要因素。为了有效控制出血，众多止血材料应运而生。随着该领域的飞速发展，止血材料已由原先的辅助性、单一的止血功能，发展至智能化阶段，更好地满足临床新趋势与新需求，成为未来发展的重要方向。在止血材料的设计中，其组成成分和结构直接影响着材料性能和功能。天然来源的生物聚合物因其良好的生物相容性、生物降解性和生物活性备受关注。此外，海绵由于其快速吸血和膨胀的特性，在临床和日常生活中得到了广泛的应用。因此，本文着眼于智能化设计与多功能性，综述了生物聚合物基止血海绵领域的最新进展。

 

该综述强调了材料成分与结构对其功能的关键性作用：①从材料成分的角度出发，系统介绍了多糖类和多肽类材料在止血中的应用，并特别关注了它们在抗菌、抗氧化和免疫调节等生物活性方面的潜力；②从材料结构的角度出发，总结了不同制备工艺对材料止血、抗菌和组织修复等性能的影响；③进一步地，全面总结了止血材料智能化设计的进展，特别是在增强凝血功能、抗菌性能、预防肿瘤复发、促进组织修复以及出血监测等方面；④最后，强调了该领域发展中所面临的挑战，并提出了体内安全性、新兴材料、多应用场景和转化研究的未来方向。生物聚合物基多功能止血海绵的结构、成分和功能化设计示意图见图1。

 

图1　生物聚合物基多功能止血海绵的结构、成分和功能化设计示意图

 

材料成分是影响止血材料性能的关键因素之一，在止血材料的设计中至关重要。生物聚合物材料主要分为两大类：多糖类（如纤维素、壳聚糖、葡聚糖、海藻酸盐、透明质酸和淀粉）和多肽类（如胶原/明胶、角蛋白和丝素蛋白）。每种材料在物理性质、止血机制、生物活性等方面都具有独特优势。主要生物聚合物的化学结构示意图见图2。

图2　主要生物聚合物的化学结构示意图

 

止血海绵常见的结构可归纳为3类：多孔结构、微通道结构和3D纳米纤维结构。不同的制备方式赋予了材料不同的结构，而这些结构又影响了其理化特征、止血效果和生物活性等。生物聚合物基止血海绵的结构设计见表1。

 

表1　生物聚合物基止血海绵的结构设计

 

智能化止血材料正逐渐成为行业发展的新趋势。本研究团队从止血性能增强、抗菌能力、防止肿瘤复发、促进组织修复和出血监测5个方面对其研究和应用进行了总结，并提炼出实现该目标的具体设计策略和典型案例。这些功能的实现，不仅提高了止血材料的安全性和效率，还推动了其朝着更高智能化的方向发展。生物聚合物基止血海绵的多功能设计见表2。

 

表2　生物聚合物基止血海绵的多功能设计

 

同时，该综述总结了止血材料领域的主要挑战和新兴趋势，并提出了体内安全性、新兴材料、多应用场景以及转化研究的未来发展方向。

 

该综述从“成分-结构-功能”新视角，系统性地总结了近年来止血海绵领域的最新研究进展，重点突出了其智能化设计，旨在为更多研究者提供帮助与参考。在不久的将来，将会有更多功能化的新型止血海绵被开发出来，并成功应用于临床，惠及更多的患者。

 

专家点评

 

赵伟锋教授：止血海绵在临床和急救中应用广泛，具有极为重要的价值，近年来这一领域受到了研究者的广泛关注。解慧琪研究员团队从一个新的视角对止血海绵的发展进行了总结。从组成和结构入手，综述了这些关键因素对材料理化性能、止血效果和智能化设计等方面的影响。在材料成分中，关注了不同生物聚合物内在的特性，如抗菌、止血和组织修复活性；还突出了材料制备工艺的重要性，以及结构对于材料性能的影响。特别地，强调了止血材料的智能设计，包括凝血增强、抗菌、预防肿瘤复发、促进组织修复和出血监测等方面。此外，从基础研究和临床转化等多角度，对生物聚合物基止血海绵目前所面临的挑战进行了总结，并展望了其未来的发展趋势。总体而言，这篇综述有助于研究者从新的角度了解止血海绵的研究前沿，有望吸引更多研究者的关注。

来源：华西医学时间

关键词： 止血海绵