實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
開發(fā)新型止血材料:制備一種雙組分納米和微纖維氣凝膠(NMA),結(jié)合聚乳酸(PLA)納米纖維和聚己內(nèi)酯(PCL)微纖維,通過優(yōu)化其機(jī)械性能和孔隙結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對深部交界性出血的高效控制。
性能驗(yàn)證:通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證NMA的快速形狀恢復(fù)能力、高血液吸收率、凝血效率及機(jī)械穩(wěn)定性,并與市售產(chǎn)品(XStat®和QuikClot® Combat Gauze)進(jìn)行對比。
動(dòng)物模型驗(yàn)證:在豬的致死性交界性出血模型中評估NMA的即時(shí)止血效果、生存率及無再出血特性。
實(shí)驗(yàn)步驟
1. 氣凝膠制備
納米纖維(PLA)制備:
靜電紡絲:將PLA溶解于二氯甲烷(DCM)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶液中,加入Pluronic F-127增強(qiáng)親水性,通過靜電紡絲(電壓15–18 kV,流速0.6–0.9 mL/h)生成納米纖維膜。
等離子處理與冷凍切割:納米纖維膜經(jīng)空氣等離子清洗機(jī)Harrick PDC-001-HP處理后,使用冷凍切片機(jī)切割成短纖維(長度60 μm、30 μm、20 μm)。
微纖維(PCL)制備:
濕法紡絲:將PCL溶液通過3D打印多針頭擠出至乙醇凝固浴中,形成微纖維束。
切割與分散:微纖維經(jīng)液氮冷凍切割后分散于水中。
氣凝膠組裝:
將PLA納米纖維和PCL微纖維按50:50重量比混合,加入1%明膠顆粒,均質(zhì)化后注入圓柱形模具,冷凍干燥(-80°C,12小時(shí))。
交聯(lián)處理:使用2.5%戊二醛蒸汽交聯(lián)6–18小時(shí)以增強(qiáng)穩(wěn)定性。
2. 物理表征
形貌分析:
SEM(FEI Quanta 200):觀察氣凝膠表面和截面的纖維交織結(jié)構(gòu)與孔隙分布。
Micro-CT(Bruker SkyScan 1276):三維重建氣凝膠孔隙結(jié)構(gòu),分析開放孔與閉合孔比例。
機(jī)械性能測試:
壓縮測試(Instron 5640萬能試驗(yàn)機(jī)):評估氣凝膠在不同應(yīng)變(20%–90%)下的壓縮力、彈性模量及循環(huán)壓縮耐久性。
流體動(dòng)力學(xué)模擬(ANSYS 2024):分析NMA和XStat®的血液流動(dòng)分布及壁面剪切應(yīng)力。
3. 體外止血性能評估
血液吸收測試:測量氣凝膠在接觸血液后的吸收速率和容量,并與XStat®對比。
凝血實(shí)驗(yàn):
凝血指數(shù)(BCI):通過分光光度計(jì)(Multiscan™ FC)測定凝血效率。
血小板和紅細(xì)胞黏附:SEM觀察血細(xì)胞在氣凝膠表面的聚集與活化狀態(tài)。
凝血途徑分析:測定凝血酶原時(shí)間(PT)和活化部分凝血活酶時(shí)間(aPTT)。
4. 體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
豬模型建立:
手術(shù)步驟:對約克夏豬(體重41 kg,n=5)行脾切除術(shù)、膀胱造瘺術(shù),并橫斷右股動(dòng)靜脈模擬致死性出血。
分組處理:對照組(無治療)、XStat®組、QuikClot®組、NMA組。
止血效果評估:
生存率與出血量:記錄180分鐘內(nèi)生存率及術(shù)后出血量。
血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測:監(jiān)測平均動(dòng)脈壓(MAP)、心率、血?dú)夥治龅戎笜?biāo)。
儀器名稱 | 用途 | 型號/供應(yīng)商 |
等離子清洗機(jī) | 用于增強(qiáng)氣凝膠表面的活性,促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng) | PDC-002-HP 邁可諾 |
關(guān)鍵結(jié)論
NMA在豬模型中實(shí)現(xiàn)了100%生存率、即時(shí)止血(5秒內(nèi)形狀恢復(fù))及無再出血,其機(jī)械性能(韌性2061 KJ/m3)和血液吸收速率顯著優(yōu)于市售產(chǎn)品,為戰(zhàn)場和緊急醫(yī)療中的深部出血控制提供了創(chuàng)新解決方案。
論文引用doi.org/10.1038/s41467-025-57836-0
Harrick等離子清洗機(jī)
Harrick等離子清洗機(jī)是臺(tái)式等離子處理設(shè)備領(lǐng)域,專為實(shí)驗(yàn)室和研發(fā)用途而設(shè)計(jì),被5000多篇技術(shù)文章和近200項(xiàng)ZL引用,廣泛應(yīng)用于表面工程應(yīng)用,包括表面清潔、表面化學(xué)改性、PDMS鍵合、粘合前的表面準(zhǔn)備,以及通過活化、接枝和表面涂層對聚合物和生物材料進(jìn)行表面處理。我們一共有3款型號可供選擇,標(biāo)配為派瑞克斯玻璃艙,可選配高純度石英艙,射頻頻率是13.56MHz。
Part 1設(shè)備展示
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