布魯克納米 CT 賦能！仿生氣凝膠止血研究成果榮登《Nano Lett.》

更新時間：2025-07-11

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布魯克納米 CT 賦能！

仿生氣凝膠止血研究成果榮登《Nano Lett.》

引言

近日，一篇題為 “Centrifugal Spinning-Derived Biomimetic Aerogel for Rapid Hemostasis with Minimal Blood Loss" 的研究論文在國際期刊《Nano Lett.》（2025, 25, 6040?6050）發表。本文第一作者是東華大學紡織學院博士生符芬，通訊作者為東華大學紡織學院王富軍教授、曾泳春教授和趙帆特聘研究員。該研究聚焦于緊急止血領域的重大需求，成功研發出一種基于離心紡絲技術的仿生纖維氣凝膠，為快速控制大出血提供了全新的解決方案。在本研究的材料表征過程中，作者通過布魯克納米級三維X射線顯微鏡（納米CT） SkyScan2214 CMOS測試獲得的 2D 成像、3D 重建以及球棍模型模擬，清晰地觀察到并分析了氣凝膠內部高度互連的多孔結構，為理解其優異的吸水和止血性能提供了重要的微觀結構依據。作者在文章最后也對束蘊儀器（上海）有限公司的丁浩先生在納米 CT 測試分析方面提供的專業支持與幫助，表示了致謝

論文摘要

研究背景：大出血救治的迫切需求

大出血是導致創傷患者死亡的主要原因之一，無論是民用還是軍事場景中，因失血引發的低血壓和多器官衰竭往往會顯著提高死亡率。人體自身的凝血機制在面對深度創傷或凝血功能障礙時常常難以應對，因此，研發能夠縮短止血時間、減少失血量的先進止血材料成為當務之急。

現有商用止血材料雖在一定程度上能發揮作用，但在應對復雜傷口和大面積創傷時仍存在不足。例如，部分材料的孔隙連通性不佳，影響液體吸收和滲透效率；有的材料體積膨脹和液體吸收能力有限，可能導致止血時間延長和失血量增加。

核心成果：仿生設計與先進技術融合

該研究團隊受根毛結構啟發，通過離心紡絲技術制備了一種具有特殊微觀結構的氣凝膠（CTBs）。這種氣凝膠由溝槽狀醋酸纖維素（CA）纖維和褶皺狀熱塑性聚氨酯（TPU）纖維通過封閉水性異氰酸酯（BIC）交聯形成三維網絡，其孔隙連通率高達 99.99%。

圖1

圖2

圖3

通過SkyScan2214 CMOS對模擬CTBs-6.0的互聯多孔結構進行圖像表征，獲得包括二維圖像，三維重建圖像以及球棍模型（球代表孔隙，棒代表與孔隙相連的通道）

離心紡絲技術的應用是該研究的一大亮點，其生產效率遠超電紡絲技術（超過 1000 倍），為材料的規模化制備奠定了基礎。通過調控紡絲過程中的相分離，研究團隊成功在 CA 纖維表面形成溝槽結構，在 TPU 纖維表面形成褶皺結構，這些微觀形貌有助于增強血細胞的粘附和浸潤，加速凝血過程

性能優勢：止血效果與生物相容性

實驗數據顯示，該氣凝膠具有高的孔隙率（92%）和優異的吸水性能（4147±99%），同時血液吸附量較低（1210±17%），能夠快速激活凝血級聯反應，實現高效止血。

在大鼠尾部截斷、肝臟損傷和腎臟切除等體內模型實驗中，與商用止血材料（如棉花、明膠海綿、紗布）相比，該氣凝膠能使失血量減少約 94%，止血時間縮短約 78%，表現出顯著的優勢。此外，該氣凝膠還具有良好的生物相容性，溶血率極低（0.01±0.033%），符合國際標準；其優異的機械性能和形狀恢復能力使其能夠適應不同形狀的傷口，施加適當壓力以促進止血，尤其適用于復雜創傷場景。

免責聲明

本文內容基于發表于《Nano Lett.》的研究論文（2025, 25, 6040?6050），所提及的研究成果尚處于實驗室階段，其臨床應用需經過進一步的驗證。本文僅作學術交流與信息分享之用，不構成任何醫療建議或產品推薦。