近日，2022级化工学院生物化工专业硕士研究生冯雅郡作为第一作者在国际材料科学领域顶尖期刊Advanced Materials（最新影响因子27.4）发表了题为“A Sprayable Hydrogel Based on Biomimetic Polypeptide-Modified Lipid Nanoparticles for Treating Non-Compressible Hemorrhaging”的研究论文，通过模拟天然凝血级联机制，构建了能够激活血小板及促进血小板与纤维蛋白交联的仿生多肽修饰脂质体纳米颗粒可喷涂水凝胶，为不可压迫性创面伤口出血的治疗开发提供了新策略。

Advanced Materials（《先进材料》）是国际材料科学领域的顶尖期刊，以发表具有突破性和前瞻性的研究成果著称，覆盖生物医学、纳米技术、能源材料等前沿领域。范代娣教授、朱晨辉教授、李阳副教授为通讯作者，冯雅郡为第一作者。

军事和民用环境中严重创伤导致的不可压迫性出血是导致死亡的主要原因，而传统止血生物材料难以应对此类复杂出血场景。止血过程包括初级止血和次级止血，初级止血涉及血小板的粘附和聚集，从而形成血小板栓塞；次级止血涉及凝血级联的启动以及纤维蛋白的交联，从而在出血部位形成凝血块。受天然凝血途径启发，已有生物材料通过模拟天然凝血过程的不同单一阶段实现精准和动态止血，但仅通过模拟单个离散阶段无法实现不可压迫性创面的高效止血。

天然凝血过程示意图

针对这一难题，研究团队精心设计、优化实验方案，开发了一种基于仿生多肽修饰脂质纳米颗粒的可喷涂水凝胶。

在该凝血水凝胶体系中，将血小板粘附肽（PAP，序列：GFOGER）和血小板交联肽（PCP，序列：GGQQLK）通过酰胺反应与磷脂连接后形成磷脂-多肽缀合物，进一步将其与二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DSPC）、胆固醇和二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸（DSPS）混合，通过薄膜水化超声法制备多肽修饰的脂质体纳米颗粒（Polypeptide-modified Lipid Nanoparticles，PLNs），并将其嵌入钙离子交联的海藻酸钠水凝胶中。

首先，钙离子-海藻酸钠水凝胶喷涂至创面处，血液接触时迅速诱导胶体网络形成，封堵伤口，实现初步物理止血。

继而，血小板粘附肽PAP加速创伤部位血小板活化，触发凝血途径；DSPS和Ca²⁺放大凝血酶生成过程并激活凝血酶原；血小板交联肽PCP使得PLNs以及粘附有PLNs的血小板能够与纤维蛋白交联，从而进一步稳定生成的凝血块结构。

因此，具有表面活性成分修饰的PLNs通过模拟天然凝血级联途径，与可喷涂水凝胶协同作用实现不可压迫创面的快速止血。

PLNs水凝胶实现不可压迫创面止血机制示意图

当PLNs可喷涂水凝胶应用于出血表面时，能够迅速形成有效的血液封闭层，实现快速止血。在大鼠肝出血模型中观察到，PLNs可喷涂水凝胶的失血量显著低于常规止血材料组，其止血时间也明显缩短。实验结果表明，基于PLNs的可喷涂水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性，并在大鼠肝损伤模型中表现出优异的止血能力（＜30秒）。

PLNs水凝胶的止血效果及机制分析

该研究针对不可压迫性创面出血的治疗难题，设计开发了多肽修饰的仿生脂质体纳米颗粒，结合可喷涂水凝胶，模拟天然凝血级联途径，实现快速高效止血，有望成为军事和民用领域中不可压迫性创面出血的急救止血剂，为临床治疗提供新策略。

转载自西北大学官方微信