生物粘合剂可减少手术时间和手术并发症。然而，在有血液的情况下，粘附强度经常受损。受蛇毒凝血活性的启发，第三军医大学罗高兴教授团队报道了一种含有甲基丙烯酰胺基明胶和止血酶（HC）并且可见光触发交联的抗血止血胶(HAD)。HAD可导致血小板的活化和聚集，并有效地将纤维蛋白原转化为纤维蛋白，实现快速止血和组织封闭。HAD的凝血时间约为45秒，并且HAD对严重损伤的肝脏和腹主动脉也有良好的封堵效果。因此HAD通过结合止血和粘合剂在修复损伤组织方面有很大的潜力。相关研究以“Snakeextract–ladenhemostaticbioadhesivegelcross-linkedbyvisiblelight”为题发表在ScienceAdvances杂志上。
含有HC的GelMA在三乙醇胺、乙烯基己内酰胺、曙红Y的作用下，通过可见光激发GelMA双键自由基聚合交联，形成具有优异组织粘附性且良好机械稳定性的HAD水凝胶。体外对比试验发现HAD止血能力最佳，时间为0.76±0.05min。通过SEM研究了不同接触时间的血液形态发现而HAD组1分钟时即有红细胞聚集并伴随着松散的纤维蛋白网格2分钟后，覆盖红细胞的纤维蛋白网格密度增加，表明HAD加速了纤维蛋白网格的形成。快速凝块形成归因于GelMA和HC之间的协同作用，其中活化的血小板和红细胞粘附在粘合剂上，HAD中的HC将纤维蛋白原转化为纤维蛋白。
图1HAD凝胶制备示意图
通过大鼠尾部截肢模型验证HAD体内止血性能。在光诱导的HAD凝胶化过程中，失血量更少、止血时间更短。HAD组仅用了0.57±0.11分钟止血，出现39.62±7.13毫克的失血。通过大鼠皮肤切口模型评估HAD的体内粘附。观察到在HAD处理组皮肤桥接良好，皮肤切口的粘附效果优于纤维蛋白胶。5天伤口即实现完全闭合，第20天伤口长出了毛囊。
图2皮肤伤口模型评价材料对伤口闭合的影响
在大鼠肝脏中进一步测试止血粘合剂效果，显示在大约40秒时，出血减慢并在60秒时完全停止。GelMA组和HC组的失血量分别为.65±20.67mg和.32±13.82mg，HAD组失血量减少到78.67±10.07mg，且用时为0.75±0.11分钟。进一步通过严重的肝损伤模型，证实与对照组相比总体而言，HAD也可以有效控制严重创伤病例中的大量失血。
图3HAD对严重肝损伤的止血作用
在Sprague-Dawley大鼠的腹主动脉中建立了2至3mm切口模型，应用HAD组显示出有效的止血和密封特性，且HAD牢固地粘附并密封了腹主动脉。没有明显的栓塞，即使在扭曲和弯曲时，HAD仍保持其对腹主动脉表面的粘附。SEM图像还证实了HAD和腹主动脉之间有很强的结合。利用SEM进一步研究了体内止血性能和可能的潜在机制。HAD处理的肝脏中的血凝块显示出厚的纤维蛋白网包裹并覆盖了血液的细胞成分。纤维蛋白纤维也显得坚固，凝块密集地堆积在一起，表明粘合剂中的HC在纤维蛋白原转化为纤维蛋白中起着关键作用，HAD和出血组织之间的界面也很好地结合在一起。HAD组的红细胞变得不规则，红细胞被发现沉积在更接近HAD的地方。红细胞已经失去了正常的圆盘形状，并变形为紧密堆积的多面体。
图4HAD对大鼠腹主动脉损伤模型的止血作用
为了了解HC与多面体红细胞形态形成的关系，研究进一步观察了大鼠肝脏内的血凝块。将SEM观察区域分为三种不同的视图，即SEM观察区域I——肝脏上血凝块的表面；SEM观察区II——内部纤维蛋白网状的血凝块视图；SEM观察区III——血凝块的内部血小板和红细胞视图。在止血表面的内部，红细胞变形并获得多面体形状。2分钟后，红细胞完全收缩成多面体，变得更加紧凑。可以看出，血小板机械作用于纤维蛋白纤维，其产生收缩应力以引发凝块收缩。根据研究，科研人员提出了一种潜在的粘附止血机制。该过程可分为三个阶段：（i）止血的开始，（ii）血小板聚集和纤维蛋白形成，以及（iii）凝块收缩和完全止血。
图5HAD处理后大鼠肝脏血块的扫描电镜观察
总体而言，科研工作者通过多种模型证实，HAD是一种有效的止血组织粘合剂/密封剂，特别是在不可压缩的出血组织中，例如弥漫性创伤性重度出血和动脉出血。从组织穿透的角度来看，可见光诱导的交联系统可以达到2.5mm的厚度，这有利于在较厚伤口中的实践，此外，可见光交联HAD系统也可能应用于具有广泛出血的更深组织损伤模型。
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