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短设计师自组装肽(dSAP)生物材料是止血组的新成员。它可以为外科医生提供多样化和强大的工具箱,以整合伤口微环境,使其具有比传统材料和止血剂更安全、更强的止血能力。
基于dSAP生物材料的纳米止血剂可实现安全、有效和即时的止血,促进伤口愈合,并可能降低延迟出血、再出血、术后出血或相关并发症的风险。近日,来自四川大学的杨泽宏、联合四川大学华西医院的赵晓军教授团队介绍了纳米止血方法在外科手术中的最新进展。相关的关键见解将激发对肽纳米技术、下一代生物材料的令人兴奋的研究,并在临床上有更好的前景。
相关综述论文“Short Pepti流量套餐de Nanofiber Biomaterials Ameliorate Local Hemostatic Capacity of Surgical Materials and Intraoperative Hemostatic Applications in Clinics”于2023年3月21日在线发表于杂志《Advanced Materials》上。
1. 术中止血生物材料
从止血剂的材料来源来看,外用止血剂主要由天然来源的生物材料和合成聚合物制成,如纤维蛋白、胶原蛋白、壳聚糖、氧化纤维素、沸石、白蛋白、明胶、聚乙二醇(PEG)、氰基丙烯酸酯等,通常与各种制剂一起出现,例如水凝胶、纱布、敷料流量套餐、粘合剂、绷带、颗粒剂、止血带、泡沫、喷雾剂、粉末和填塞物等。在此部分,作者概述了止血生物材料的种类,深入阐明止血作用机制、手术适应症以及临床情况中报告的优缺点(表1)。
表1 临床应用和学术研究中的止血材料和局部止血制品
此外,水凝胶中的纳米纤维支架可能形成可膨胀、形状可恢复、可注射和超弹性基质,带有细纳米纤维条,用于内部创腔的填塞止血(图1A-B)。由于强大的止血功效,dSAP 纳米纤维生物材料应该表明具有将各种血液成分聚集到与基于纤维蛋白的凝块相似形态的卓越能力(图1C)。因此,与报道的纳米纤维止血材料相比,dSAP 生物材料从生物、物理和化学方面表现出许多可与纳米纤维支架基质相媲美的内科医流量套餐疗应用优势特性。
图1 常见的纳米纤维止血材料和RADA16肽纳米纤维生物材料
2. 微创手术及纳米止血剂
虽然传统的电、机械止血方式仍是主流,但各种止血材料和填塞基质是重要的开发手术技术并在临床环境中实现安全稳健的术中止血的工具,例如纤维蛋白密封剂、微纤维胶原、氧化再生纤维素、明胶等。在止血材料和医疗器械的有效辅助下,微创治疗更显着降低了潜在的并发症,最大程度避免了开放手术的手术干预。
到目前为止,dSAP生物材料作为先进的医疗器械,配合手术中大部分的体内止血要求,对止血基质的深入了解,可扩大出血适应症范围,具有术中适用优势,如止血快速高效、给药方便等。术中术后场景多样、生物安全可靠、无不良事件、非流量套餐动物来源、快速覆盖不规则创面、存储简单、携带方便等(图2)。
图2 用作局部止血基质的dSAP生物材料的应用
3. 基于分子自组装的独特止血机制
除了分子自组装参与dSAP生物材料的稳健止血外,在血液成分自身凝固中,主要参与者纤维蛋白原也在水溶液中形成直径为80-700 nm的低纤维密度的分级纳米结构。对于RADA16肽,由于独特的分子分解、重组和凝胶化过程,网状肽纳米纤维网络可以在极短的时间内(通常低于 15 秒)捕获液相血液中的血清蛋白和细胞成分(血小板或血细胞)。作者进一步通过实例对这种止血机制进行了进一步的说明(图3)。
图3 通过示意图研究分析和动物模型试验评估 RADA16 肽纳米纤维的止流量套餐血机制
4. dSAP 生物材料在外科专业的临床或临床前应用
基于dSAP的生物材料可以与大多数外科手术中的止血需求协调,并已在外科专业的临床或临床前应用中得到了研究。其中,神经支架和止血剂在神经外科手术中得到了广泛应用。dSAP生物材料具有高度的生物相容性和可转化性,并具有潜在的应用于伤口愈合和组织再生等领域。
针对此部分,作者重点描述了神经支架和止血剂在神经外科中的应用(图4)、止血剂在鼻内窥镜手术中的应用(图5)、止血剂在上消化道手术中的应用(图6)、止血在心血管手术中的应用(图7)、止血在肝胆胰手术中的应用(图8)以及在结直肠或盆腔手术中使用止血剂(图9)等。
图4 神经支架的理想特性归因于水流量套餐凝胶定制策略和止血应用
图5 止血剂在鼻内窥镜手术中的应用
图6 RADA16肽水凝胶在食管狭窄手术中的应用
图7 止血在心血管手术中的应用
图8 止血在肝胆胰手术中的应用
图9 在结直肠或盆腔手术中使用止血剂
5. 总结和未来展望
本文主要介绍了短肽纳米纤维生物材料在外科手术中的应用前景。作者首先介绍了这些生物材料的开发和测试过程,并讨论了它们在临床前研究中表现出的良好效果。接着,作者总结了这些生物材料的优点,包括高度的生物相容性、可转化性和可控性,并指出它们在外科手术中具有广泛的应用前景,如止血剂、神经支架、组织工程等。
在展望部分,作者提出了进一步研究的方向和挑战。首先,需要深入理解这些生物材料改善止血流量套餐能力的机制,并进行更多的体内和体外实验来验证其效果。其次,在设计和配方方面需要进行更多的优化以适用于特定的临床应用。最后,需要进行更多的临床试验来评估这些生物材料在人体中的安全性和有效性。
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