急性出血死亡是军事冲突、交通事故和外科手术等方面的主要问题。在院前护理中实现快速有效的止血是拯救大出血生命的关键。在出血初期迅速使用有效的止血材料可以延长抢救时间，从而降低因过度出血而导致的高死亡率。理想的止血材料应具备安全、高效、方便、经济等特点，这些特点仍然具有挑战性，而且大部分是无法同时实现的。

粘土可配合物理止血功能，促进血浆吸收，提高血细胞浓度，并可通过内源性的负电荷刺激凝血因子的止血途径加速止血。一般来说，传统的粘土止血材料多为粉状(需要用纱布包扎)或粘土粉浸渍纱布(粘合力差，容易脱落)。尽管粘土显示出有效的止血性能，延长了抢救时间，但将粘土颗粒应用于出血伤口可能会导致周围组织的炎症和体内远端血栓形成。因此，开发膜或其他替代材料来替代这些粉末基材料是很重要的。

鉴于此，中南大学张翼教授报告了一种快速有效的基于纳米粘土的止血膜，其中纳米粘土颗粒结合到聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 电纺纤维中。与大多数其他 NEM 和粘土基止血剂相比，含有 60 wt% 高岭石 (KEM1.5) 的纳米粘土电纺膜 (NEM) 在体外和体内显示出更好和更快的止血性能，并具有良好的生物相容性，这得益于其丰富的止血功能位点，坚固的蓬松框架和亲水表面。相关研究成果以“Robust hemostatic bandages based on nanoclayelectrospun membranes”发表在国际期刊Nature Communication上。

图 1 纳米粘土膜的制备、表面形态和特性。a 分别为高岭石、埃洛石和坡缕石的 SEM 图像。比例尺，500 nm。b 具有不同程度的原位扭曲的粘土膜条的照片。比例尺，10 厘米。 c 分别为 PVPEM、HEM1.5、PEM1.5、KEM1.5、KEM2.0 和 KEM2.4 的 SEM 图像。 比例尺，10 微米。 (c) 中的插图是相应的放大 SEM 图像。 (c) 插图中的比例尺，2 μm。 d 分别为 PVPEM、HEM1.5、PEM1.5、KEM1.5、KEM2.0 和 KEM2.4 的局部放大 FT-IR 光谱。

以片状高岭石、管状高岭石和棒状坡缕石为材料，采用静电纺丝法制备了NEMs快速结实绷带。NEM 的高柔韧性（原位扭转 360°）和可制造性完全继承自电纺基材（图 1b），使其适用于止血应用。高岭石颗粒具有单独的薄片物理结构，分散良好，部分暴露在KEM表面(质量比为1:1.5时，得到的结构最好。管状埃尔石和棒状坡缕石的物理结构不利于暴露在膜表面，所有材料都被纤维包裹，在HEM1.5和PEM1.5上产生轻微结块。

图 2 纳米粘土膜的内部形态、相互作用和分散特性。a PVPEM、HEM1.5、PEM1.5、KEM1.5、KEM2.0 和 KEM2.4 的横截面 SEM 图像。比例尺，2 μm。(a) 中的插图是纤维截面的相应放大 SEM 图像。(a) 插图中的比例尺，2 μm。b 高岭石和 PVP 之间的键合相互作用的说明。c 单层膜的 SEM 图像（包括插图中的单纤维），（d）TEM 和（e）PVPEM、HEM1.5、PEM1.5、KEM1.5、KEM2.0 和KEM2.4的映射分析图像。 (c-e) 中的比例尺分别为 10 μm、0.5 μm 和 1 μm。 (c) 插图中的比例尺，2 μm。

电纺膜制备过程

将纳米粘土分散到10mL无水乙醇中，剧烈搅拌1 h，然后在室温下加入1 g PVP磁性搅拌10 h，制备静电纺丝溶液。在总电压为15 kV、流速为0.05 μL/min的条件下，利用静电纺丝装置制备了纳米粘土膜。

图 3 纳米粘土电纺膜的体外收缩和凝固特性。a 样品分别为 PVPEM、PEM1.5、HEM1.5、KEM1.5、KEM2.0 和 KEM2.4 在恒温恒湿条件下的 7 天收缩率测试和结果。比例尺，1 厘米。b KEM1.5、ClG 和 CoG 样品的渗透性和皮肤应用照片。c 体外凝血测量的照片以及 PVPEM (n = 9)、HEM1.5 (n = 9)、PEM1.5 (n = 9)、KEM1.5 ( n = 9)、KEM2.0 (n = 9)、KEM2.4 (n = 9)、ClG (n = 9)、CoG (n = 9)。数据表示为平均值±标准差；, p < 0.0001。学生 t 检验（两侧）用于（c）中两组比较的统计分析。d KEM1.5 表面血细胞的 SEM 图像。e 血液成分渗透和接触 KEM1.5 的图示。

图4 生物毒性评价。a 背部嵌入模型中伤口区域的照片。b 手术后第 0 天以及第 3、7、14、21 天嵌入 PVPEM、HEM1.5、PEM1.5、KEM1.5、KEM2.0、KEM2.4对照组和空白组样本的伤口照片。c 包埋手术后伤口皮下组织的组织学分析。比例尺，200 微米。d 分别用KEM1.5和空白组包埋21天后大鼠内脏（心、肺、胃、肝、脾、肾）的照片和组织学分析。比例尺，100 微米。

总之，开发了一系列可设计的纳米粘土有机自支撑膜，具有直接用作急性止血绷带的潜力。在KEM中，片状高岭石均匀分散并部分暴露在PVP纤维上，促进了稳定骨架的形成，调节了PVP纤维的自发收缩和降解；这些性能优于 PVPEM、HEM 和 PEM。KEM1.5具有丰富的止血功能位点、坚固的骨架和亲水性表面，在体内大鼠尾截肢模型中与其他NEMs、ClG和CoG相比，在止血时间、止血效果和失血量方面具有更好的综合性能和大鼠肝脾损伤模型。

具有高度亲水性框架的 KEM（最佳：KEM1.5）通过快速聚集血液成分、激活血小板和触发内在凝血途径来促进血液凝固。这些结果表明，具有高生物安全性的 KEM 急性止血绷带是可压缩出血控制应用的优秀且有前途的候选材料。需要注意的是，在各种创伤应用环境下的适用性、长期可用性（例如，PVP 底物潮解）和临床相关实践中的生物相容性需要进一步研究。NEMs 合成简单、柔韧性好、易于制造和止血性能高，表明该研究为快速坚固的止血绷带提供了一种新策略。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26237-4