严重创伤性出血是导致休克、低血压和多器官衰竭的主要原因，死亡率极高。快速控制出血在院前护理中至关重要。尤其是对于深而窄的伤口出血，如腹股沟等区域的动脉损伤，由于出血血管难以定位和管理，止血更具挑战性。目前，尽管有多种止血材料，如止血带、棉纱布、明胶海绵等，但在处理大量出血和大面积出血时效果有限。
鉴于此，
福建医科大学的王瑜教授团队
开发了一种新型的项链结构聚乙烯醇（PVA）海绵，用于快速控制股动脉穿刺后的出血，这种海绵具有高孔隙率和独特的多孔结构，能够快速恢复形状并施加压力以止血。
相关成果以
“Necklace-Structured PVA Sponges for Fast Bleeding Control in the Punctured Femoral Artery Hemorrh
age”
为题于2025年2月11日发表在
《Advanced Healthcare Materials》
上。
1.PVA海绵的制备和结构
作者通过物理发泡技术制备了孔隙率为96.6%、密度为0.07 g/cm
3
的PVA海绵，并验证了其特征化学结构。然后利用三维膨胀特性，将三角棱柱海绵压缩成圆盘状，这种压缩方法允许海绵在所有维度上恢复形状，对于提高压力施加效率和增强海绵在出血点的固定以及止血性能至关重要。为了便于清创时移除，这些圆盘被串在一根0.33 mm的尼龙线上，形成项链结构的海绵（图1a），并预先装入一个可折叠的聚丙烯注射器。当接触到血液时，圆盘会在40秒内吸收血液并膨胀至吸收平衡，这得益于PVA海绵的良好亲水性、血液吸收能力和形状恢复能力（图1b）。这种膨胀可能会压缩甚至闭合受损血管，从而实现深部狭窄伤口的止血。从侧面观察，海绵显示出显著的血液触发形状恢复特性（图1c），这种大的体积膨胀比使其能够非常有效地压缩出血点的动脉。此外，XStat
TM
使用的直接推动方法需要推动器和出血点之间有特定的距离才能完全部署止血材料，限制了深部穿透（图1d-I）。作者设计的可折叠注射器具有独特的回缩机制，允许装载部分回缩，将项链结构的PVA海绵深部部署到伤口中，从而实现深部出血点的高效止血（图1d-II）。扫描电镜结果显示PVA海绵具有相互连通的多孔结构，孔壁上存在丰富的微纳米孔，致密的微纳米多孔结构形成孔壁，可能会加速PVA海绵的血液吸收（图1e）。
图1 PVA海绵的制备和结构
2.PVA海绵的压缩力学性能
为了通过PVA海绵膨胀产生的压缩来止血，它应该具备适宜的抗压缩性能。原始PVA海绵在80%应变下的压缩应力为208.8 kPa，吸血至平衡状态后，PVA海绵的压缩应力降至23.6 kPa（图2a-b）。在伤口腔内，每个圆盘海绵吸血后会膨胀，导致每个膨胀的PVA海绵的压缩力叠加，累积的压缩力足以压缩并闭合出血动脉，从而有效止血（图1b-III）。预膨胀PVA海绵的循环压缩应力-应变曲线显示，在施加80%应变后，经过10个循环仍具有良好的形状记忆性能，没有发生显著的恢复损失，表明PVA海绵具有良好的弹性和压缩弹性（图2c）。为了模拟实际应用，红色的PVA海绵首先被压缩，然后弯曲以展示其快速恢复能力（图2d）。
以上结果均表明PVA海绵具有良好的压缩强度和显著的血液触发形状记忆性能。
它可以被压缩成一个小块，一旦接触血液，海绵的孔隙会重新打开并充满血液以恢复到原始形状，为相邻组织包括血管提供适当的压力，从而有效止血（图2e）。
图2 PVA海绵的压缩力学性能
3.PVA海绵在穿刺伤口中的止血作用
作者进一步研究了项链结构的PVA海绵在巴马小型猪股动脉损伤模型中大量出血的体内止血潜力（图3a）。由于无法采购到XStat
TM
，本研究未能将其作为对照以验证新型海绵在快速止血中的优越止血效果。在手术中，作者分别将无菌中央静脉导管和静脉留置针插入颈总静脉和右侧股动脉用于采血、测量中心静脉压以及监测血压和心率等。随后，用眼科剪在距腹股沟底部约20−30mm的动脉前表面横向剪断股动脉。伤口自由出血30秒后，再施加止血材料，以模拟紧急情况（图3b）。相比纱布，项链结构的PVA海绵用可折叠注射器注入出血部位，圆盘海绵吸血后膨胀，无需外部压迫，膨胀的海绵即可自行对断裂的动脉施加压力，并在约50秒内有效控制大量出血（图3c）。作者在治疗前30秒记录了止血钳释放时的失血量，以避免在治疗前出现显著低血压。在PVA海绵和纱布组中，治疗前30秒自由出血期间的失血量分别为约5.77和5.62mL/kg（图3d）。用PVA海绵治疗后，出血得到有效控制，成功止血后的失血量仅为4.02毫升/千克，比纱布组的失血量减少了8倍。
