广东
无法控制的创伤性出血常并发感染与愈合不良，占创伤相关性死亡原因的30%以上。对于涉及脆弱器官、深部伤口或骨缺损的严重创伤，传统止血方法和商用止血材料因需施加外力且生物功能性不足（如抗菌、抗炎、促修复等），难以兼顾快速止血与高效修复。尤其在医疗资源匮乏环境中，延迟送医可导致极高的感染率（63.2%），加剧了严重并发症的发生风险。
具有多重键合网络的可注射水凝胶可通过流动性与原位凝胶化自适应封堵创面，是高效止血的有力候选。近年来，聚乙二醇衍生物、钙离子、Pluronic F127衍生物等交联剂常用于优化水凝胶网络，但因其结构单一，多仅能改善力学与粘附性能，难以赋予所需的生物功能。
近日，中山大学附属第八医院王鹏、蔡兆鹏教授团队与中山大学化学院吴丁财教授团队在国际顶级期刊Advanced Materials（材料科学领域旗舰期刊，中科院一区Top，IF=26.8）上发表了题为“Versatile Nano-Crosslinker Enhanced Injectable Hydrogel Toward Rapid Hemostasis and Efficient Trauma Repair”的研究论文，开发了一种基于多功能纳米交联剂增强的可注射水凝胶。为创伤急救与组织修复再生提供了全新的材料策略。
该研究成功合成了一种新型多功能ε-聚赖氨酸接枝二氧化锰纳米交联剂（EPL-g-MnO2），其EPL侧链均匀分布于MnO2基底表面，避免了组分团聚导致的性能下降。与传统交联剂相比，该“一体化”设计集成了刚性骨架、湿性粘附位点和生物活性组分，从而赋予可注射水凝胶（即OSEG水凝胶）出色的力学与粘附性能以及多重生物功能。将EPL-g-MnO2与氧化葡聚糖（Odex）、明胶（Gel）及亚精胺（SPD）复合后，通过亚胺键、氢键及离子键的协同作用快速形成强韧的交联网络。EPL-g-MnO2的刚性MnO2基底和表面EPL侧链与Odex形成的交联桥协同提高了交联网络的力学性能，同时高正电性的EPL侧链则吸附带负电的血细胞与蛋白以促进止血。而且，交联网络中的活性基团（如醛基与氨基等），能与创面组织及血液组分相互作用，建立稳定的湿态粘附界面，并吸附血液成分促凝血。
在体外实验中，OSEG水凝胶表现出极高的抗爆破压力（322.3 mmHg），远高于动脉收缩压。在心脏出血模型中，OSEG水凝胶实现了24.9秒的快速止血，优于商用止血材料SURGIFLO。上述结果提示OSEG水凝胶具有优异的止血性能。
更重要的是，在感染伤口的酸性微环境中，交联网络因亚胺键断裂而加速降解，进一步暴露EPL-g-MnO2与SPD。一方面通过EPL-g-MnO2的EPL侧链发挥高效的抗菌作用；另一方面通过EPL-g-MnO2的MnO2基底和SPD的抗氧化作用协同促进组织修复，并通过水凝胶的降解为细胞生长提供空间。在大鼠感染性颅骨缺损模型中，OSEG水凝胶的骨修复效果可达到商用止血材料SURGIFLO的3.3倍，展现了卓越的组织修复能力。
该研究获国家自然科学基金（51925308）、广东省骨科临床研究中心（2023B110001）等多个项目的支持。中山大学附属第八医院彭晓帅、陈锋磊、张韫晖为该论文共同第一作者，王鹏教授、卢宇恒副研究员、蔡兆鹏主任医师、吴丁财教授为该论文共同通讯作者。中山大学附属第八医院为该论文第一完成单位和通讯作者第一单位。
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