在战争、外伤甚至手术中，容易出现深伤口或不可压缩性伤口出血。这类出血通常进展迅速，干预时间窗窄。若无有效止血，这些伤口往往会导致较高的死亡率。形状记忆海绵在阻止不可压缩和深伤口的出血方面很有前景。然而，很少有形状记忆海绵具有快速降解的特性。他们的慢降解特性，一方面会因占位效应而妨碍组织再生，另一方面会引起炎症、粘连、纤维化、异物反应等而不利于组织愈合，从而限制了其在临床的应用。

本工作采用生物相容性良好且价格低廉的双端PEG与明胶交联后冷冻干燥，制备了可快速降解的形状记忆止血海绵（Ssponge）（图一）。在本体交联过程中，引入琥珀酰酯键，其环化降解的特性使得该海绵在发挥效用后快速降解，不会导致异物反应（Adv. Mater. 2019,31,1901580）

图一 Ssponge制备的示意图。

为了测试该海绵在体内的降解性能以及生物相容性，本工作设计了大鼠皮下包埋实验（图二）。将市售的Csponge与Ssponge分别植入大鼠背部的皮下，用核磁共振（MRI）实时监测海绵的降解快慢。结果显示，14天时，Ssponge已降解完全，而Csponge在21天仍有残留。后续的组织取材染色也表明，由于Csponge降解缓慢，引起的异物反应严重（与Ssponge相比，有更多的炎症细胞与更厚的纤维包囊）。而Ssponge降解快，生物相容性良好，材料更安全。

图二 大鼠皮下包埋实验。a，皮下包埋示意图；b，取材结果；c，MRI结果；d ，H&E染色及定量结果；e，Masson染色及定量结果。

为了测试该海绵的止血性能，本工作进行了大鼠肝脏止血实验（大鼠肝脏横断出血模型与贯穿出血模型）。结果表明，与市售的Csponge相比，Ssponge在两个止血模型中都表现更好，止血时间更短，失血量更少（图三）。

图三: 大鼠肝脏止血实验。a，肝横断止血模型，止血时间及出血量；b，肝贯穿伤止血模型，止血时间及出血量。

     本工作采用大鼠肝贯穿伤作为再生模型，来验证该海绵的快速降解特性对组织再生的影响。结果表明，Ssponge处理的伤口，14天基本愈合。而市售的Csponge由于降解缓慢，其处理的伤口21天仍有未愈合区域（图四）。与Csponge组相比，Ssponge组的肝损伤评分更低，代表肝组织愈合更好。肝组织的H&E、Masson染色显示Ssponge组的再生区域更大、再生的导管数目更多以及纤维化区域更少，进一步证明Ssponge组的肝再生愈合情况更好。

图四: 大鼠肝脏组织再生愈合实验。a，肝再生模型；b，Masson染色；c，H&E染色；d，肝脏大体取材图；e，愈合相关指标的定量结果。

    为了进一步分析海绵处理后肝脏的愈合阶段，本工作采用抗ki-67抗体与ALB抗体进行免疫荧光染色（图五）。Ki-67是一种非组蛋白核蛋白，是损伤组织中细胞增殖的标志，所以Ki-67阳性细胞数量在健康肝脏中非常少，肝脏受损时数目显著增多。而对于白蛋白（ALB），只有正常的肝细胞才能分泌。免疫荧光染色的结果表明，与Csponge组相比，Ssponge组Ki-67阳性细胞数目更少，ALB含量明显增加，证明Ssponge组的肝脏再生愈合情况更好。

图五: a，Ki67、ALB的免疫荧光染色；b，免疫荧光的定量结果；c，肝脏愈合示意图。

总结：

该工作制备了一种可快速降解的形状记忆止血海绵。与市售的Csponge相比，Ssponge在体内止血模型中表现更好，止血时间更短，总失血量更少。此外，在大鼠肝再生模型中，Ssponge的快速降解不会阻碍肝组织再生愈合。由于本研究使用的明胶以及PEG均具有良好的CFDA和FDA历史，所以其具有良好的产业化前景。未来的研究将集中于该体系性能的进一步优化，大动物验证安全性、有效性等。

相关链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202202122