《Science子刊》第三军医大学罗高兴：可见光交联的载有蛇提取物的止血生物粘附凝胶
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【|《Science子刊》第三军医大学罗高兴：可见光交联的载有蛇提取物的止血生物粘附凝胶】【摘要】
生物粘合剂可减少手术时间和手术并发症 。 然而 ， 在有血液的情况下 ， 粘附强度通常会受到影响 。 受蛇毒凝血活性的启发 ， 加拿大曼尼托巴大学Malcolm Xing（译：马尔科姆·邢）教授 ， 与第三军医大学Rixing Zhan博士/罗高兴教授团队团队报告了一种可见光诱导的抗血止血粘合剂 (HAD) ， 其中含有甲基丙烯酰明胶和爬虫酶 ， 这是一种从 Bothrops atrox 中提取的血凝酶 (HC) 。
HAD 导致血小板的活化和聚集 ， 并有效地将纤维蛋白原转化为纤维蛋白 ， 从而实现快速止血和封闭组织 。 HAD 的凝血时间约为 45 秒 ， 而没有 HAD 的凝血时间为 5 至 6 分钟 。 HAD 立即在肝脏切口（~45 秒）和切鼠尾（~34 秒）上实现止血 ， 并分别减少了 79% 和 78%
【主图导读】
HAD的制备和表征
可见光交联粘合剂是由光敏剂曙红 Y 激活的 GelMA 上的 MA 侧基的光化学反应形成的 。 反应机理如图 1A 所示 。 当暴露在可见光下时 ， HAD 的交联可以在曙红 Y、TEA 和 VC 的帮助下通过自由基聚合实现 。 图 1B 显示了响应 60 秒可见光曝光的 HAD 凝胶形成的数字图像 。 图 1C 显示了所有组分的紫外-可见 (UV-vis) 吸收光谱 。 随着反应的进行 ， 红色曙红Y变得几乎无色 ， 在450～550nm处吸收能力下降 。 如图 1D 所示 ， 随着光照时间的增加 ， 从 430 到 550 nm 的吸收逐渐下降 。 扫描电子显微镜（SEM）（图 1 ， E 和 F）表明 GelMA 和 HAD 的微观结构清晰 ， 壁光滑 ， 多孔 ， 平均孔径约为 50 μm ， 这表明 HC 的存在不影响原始的 GelMA 结构 。
图 1 HAD 的制备和表征 。 (A) 可见光诱导的光聚合系统的示意图 。 (B) 在可见光照射之前（顶部）、期间（中间）和之后（底部）的 HAD 胶凝转变的数码照片 。 (C) TEA、VC、HC、GelMA、曙红 Y、GelMA 预聚物和 HAD 预聚物的 UV-vis 吸收光谱 。 (D) 照射 0、20、40 和 60 秒后 HAD 的紫外可见吸收光谱 。 (E 和 F) 分别为 GelMA 和 HAD 的 SEM 图像 。
HAD的机械性能
在HAD上进行流变测试以监测胶凝过程 。 从动态时间扫描（图 2A）来看 ， 在曝光前储能模量 G' 低于损耗模量 G\" ， 但随着光照时间的增加 ， G' 值在 30 秒时超过 G\" ， 证实了不可逆凝胶化 (33) 。 如图 2B 所示 ， 当应变大于 274% 时 ， G\" 高于 G' ， 表明凝胶坍塌 。 振荡频率测试表明粘合剂在 0.1 到100 rad/s条件下是稳定的（图 2C） 。
图 2 HAD 的机械性能 。 (A) 动态时间扫描流变分析 ， 显示了 HAD 的凝胶动力学 。 (B) 在固定角频率 (10 rad s?1) 下应变振幅扫描 (γ = 0.1到1000%) 上 HAD 的 G' 和 G\" 。 (C) HAD 在 37°C 振荡频率测试下的流变性能 。 (D) 搭接剪切试验示意图 ， 以确定玻璃
图3 HAD的体外止血性能 。 (A) 通过血浆凝固动力学选择要掺入 GelMA 的 HC 量 。 (B) 血浆凝固动力学曲线线性区域的斜率（凝固率） 。 (C) 包含在 HAD 中的 HC 的释放 。 (D) 作为控制时间函数的凝块形成、HC、GelMA、HAD 和纤维蛋白胶 。 (E) 定量凝血时间 。 (F 到 H) 全血与 GelMA 接触的 SEM 图像分别为 1、2 和 3 分钟 。 （I 到 K）全血与 HAD 接触的 SEM 图像分别为 1、2 和 3 分钟 。
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