[文章摘要及研究报告]
本文由Wenbin Zhao、Wentao Sun、Weijiang Wang、Yage Zhang*和Qingming Ma*完成，发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》（2024年第16卷），文章标题为：“Robust and Wet Adhesive Self-Gelling Powders for Rapid Hemostasis and Efficient Wound Healing”。
当今医疗领域，复杂创伤伤口的处理是全球科学界关注的热点问题之一。由于创伤可能导致大出血、感染甚至生命威胁，止血和伤口修复新材料的研发也在不断推进。本研究重点开发了一种在吸液条件下能自胶化并快速止血的多功能材料——聚乙烯亚胺/聚丙烯酸/聚二甲基氯化铵/聚苯乙烯磺酸钠/烷基化壳聚糖粉末（PEI/PAA/PDDA/PSS/ACS），为临床创伤处理提供了一种可能的新型解决方案。这一创新性材料具有优越的机械性能、湿组织粘附力、抗菌活性和良好的生物相容性。
研究背景: 普通临床材料如纱布与传统止血粉末，通常存在适应性差、机械强度低、抗菌功能不足和易溶解缺点。而现有水凝胶虽然逐步解决了部分问题，但在快速便携性、止血粘附性和复杂伤口适应性上仍有较大改进空间。因此，本文旨在优化并研发一种便携且性能优越的多功能自胶化粉末，为解决复杂急救创伤带来可能。
研究目标: 本工作亟需开发一种新型功能创伤敷料，应具备快速止血、高湿组织粘附性、高机械性能和良好抗菌活性的同时，能够适应不规则伤口形状，使复杂外伤的止血与修复过程变得简单、高效、可靠。
材料合成与制备
研究采用了一种多组分聚合物框架，结合了PEI、PAA、PDDA、PSS和ACS，利用这些组分间的非共价物理交互形成高机械性能的水凝胶体系。通过快速冷冻干燥技术制备了粉末状材料，同时加入悬浮的PDDA/PSS纳米颗粒实现力学增强。
主要合成步骤包括：
1. ACS改性制备：壳聚糖通过席夫碱反应与十二醛（dodecanal）结合，并使用硼氢化钠还原生成烷基化壳聚糖（ACS），验证了特征结构峰的成功合成（IR光谱分析）。
2. 水凝胶成型与粉末制备：通过混合PEI、PAA以及PDDA、PSS溶液后注入ACS，利用纳米颗粒增强相互作用，再经冻干工艺获得粉末状材料。
3. 材料表征：通过扫描电子显微镜（SEM）验证其孔隙结构；通过流变仪监测凝胶形成时间，并通过力学测试验证其强度。
实验验证
1. 吸液性能与水凝胶强度测定：研究了粉末在PBS缓冲液中的吸液能力及胶化时间（3秒），并通过张拉测试证实该水凝胶材料的延展性可达原始长度的5倍，且抗压强度显著较传统粉末提高。
2. 止血性能测试: 通过小鼠肝脏和股动脉大出血模型验证止血速度及出血量的有效减少。结果显示，10秒内可形成高强度凝胶层以完成止血，相比对照组出血量减少6倍以上。
3. 抗菌性能与细胞相容性：抗菌实验中采用代表性革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和阴性菌（大肠杆菌）作为检测模型。结果显示，该材料的抑菌率超90%。MTT细胞增殖实验和皮肤刺激实验均表明该材料对细胞无毒害且生物相容性良好。
快速止血与机械增强
产品在吸水后迅速形成凝胶，对湿组织有极高的粘附性，可承受的压力超出人体正常血压的两倍，尤其适合应对大出血且无法压迫的复杂创伤环境。数据表明该粉末可显著减少伤口出血量，并在10秒内完成快速止血。
有利的抗炎效果
通过免疫荧光染色显示，采用本材料的伤口炎症反应显著减轻；同时大幅提高血管生成标志物CD31的表达水平，显示其对组织再生及新血管生成的良好促进作用。
抗菌广谱性
因材料集成了壳聚糖的抗菌特性，通过疏水尾巴与正电荷物质的协同作用以及细胞膜锚定，强化了材料对微生物生长的抑制作用，有效降低了伤口感染的风险。
高弹性与粘附性设计
通过优化PEI/PAA比例（1:1）及纳米颗粒含量（5%），粉末的黏附应力高达101.13kPa。实验显示其自胶化性能及机械强度均达到其它同类材料的领先水平。
研究展示了该多功能粉末在临床伤口修复的广泛潜力：
1. 在创伤急救中，可用于止血不规则伤形，弥补了传统材料在止血与高压伤口中的应用缺失；
2. 可在军用战场应急、复杂动脉出血救治等高风险场景中发挥重要作用；
3. 材料兼顾了止血、抗菌、生物相容与伤口愈合功能，是一类新一代高效多功能生物材料，为医学材料领域提供了新发展方向。
综上所述，本文不仅展示了(PEI/PDDA)/(PAA/PSS)/ACS自胶化粉末的高效止血与修复优势，更论证了该材料的优越机械性能、抗菌效果及生物相容性。这使其成为一种极具前景的创伤修复功能生物材料，可为降低危重伤口患者的死亡率提供重要保障，同时推动创伤医学及生物材料领域走向新台阶。