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浙大研发成功“止血T恤”“补心胶水”——黑科技止血 内里有玄机
2019-06-18 08:05:34杭州网

浙江日报(记者 曾福泉 通讯员 涵冰)

出血——任何时候,这都是一件需要人打起十二分精神去严肃处理的事情,很多情况下还需要充分的勇气和技巧。

在各种意外事故的现场,因为缺少有效的紧急止血手段,许多生命在等待救援的过程中逝去了。在手术室,医护人员每天都耗费巨大时间精力来帮助患者止血。在现代化的战场上,各国军队对新型止血技术的需求与日俱增,以最大限度保存有生力量……

高效止血,这个与生命紧密相关的科学问题吸引了许多科研人员的目光,催生出一系列创新成果。

近一个月内,国际著名期刊《自然通讯》先后发表了来自浙江大学的两项成果,为高效止血提供了全新的方法。

紧急时刻“止血T恤”能救命

走进浙大化学系范杰教授实验室,记者看到了他们新发明的“紧急止血救生衣”。穿在身上,就是一件普通的白色T恤。但它的材料藏着玄机——沸石-棉纤维复合物。关键时刻,把这件T恤脱下来、压在伤口上,能止住喷流的动脉血,为抢救生命赢得时间。

大动脉出血十分凶险,每年夺去190万人的生命。出血时,人体会自动启动一套凝血机制,但人体的生化反应缓慢而温和,像动脉出血如此剧烈的情况,缓慢的凝血进程是微不足道的。包扎、按压等传统急救手段也显单薄,许多大出血患者在等待救援的过程中离开了人世。

相比之下,范杰团队的新发明有神奇的威力。在电子显微镜下,看似普通的纯棉T恤显露了它与众不同的样貌:一根根棉纤维上附着有许多小圆球,直径在5微米左右。“这些‘圆球’是沸石颗粒,它们和棉纤维共同形成的复合材料,能够快速止住血流。”范杰说。

沸石拥有独特的孔穴和通道密布的微观结构,是一种长期被用作分子筛的矿物,浙江就储藏有大量沸石。20世纪80年代,一个偶然的机会让美国科学家赫希(F.Hursey)发现了沸石具有止血作用。一天,他在剃须时不小心划破了脸,这时手边正好有一个用来做气体分离实验的沸石制品,他拿过来附在伤口上,发现血很快止住了。美国由此研发出一种沸石紧急止血剂,把颗粒状的沸石用在伤口上,3分钟左右就能控制住像主动脉流血这样的紧急情况。2003年起,装着沸石颗粒的“止血包”已成为美国部队随身标配。但这还远不是完美的止血剂。一个比较严重的问题是,沸石吸水会产生大量的热,热量会导致伤口温度上升,造成灼伤,影响伤口愈合。

范杰对沸石进行了全面升级和改造,实现了两项关键突破。

一是弄清沸石能迅速止血的分子机制,指出沸石止血不是简单的物理吸附现象,而是发生了化学反应。人体内通常情况下十几秒内就会失去活性的凝血酶,在被沸石孔道中的钙离子“固定”于表面后,活性可以持续几十个月。“这一发现揭示了无机物和有机物之间神奇的相互作用。”范杰说,课题组由此制备了一种钙-沸石材料,把沸石凝血进程从120秒缩短至12秒,使之具备了紧急止血的能力。

第二个突破是将沸石材料成功地“长”到棉纤维上,沸石晶体紧紧地“抓”住棉纤维表面,不受水洗水冲的影响,即便用超声波也“振”不下来,这就让生产紧急止血毛巾或救生衣成为可能。

在一场代表前沿水平的止血PK中,使用美军战斗纱布的伤口在按压10分钟后,仍然流血不止;而使用沸石-棉纤维复合纱布的伤口,按压5分钟后就已经成功止血,创面不再有鲜血流出。外科医生缝合皮肤创口后两小时观察,颈动脉血流正常。

“即使赤手空拳,也能进行救援。”范杰认为这是院前急救能否成功的关键。很多大出血发生都非常突然、很意外的情况下,这时人们往往身边没有准备额外的止血工具和材料。在科学家看来,把沸石“穿”在身上才是最保险的,才能使随时随地的救援成为可能。

范杰介绍,紧急止血救生衣将于今年8月问世。利用这种方法,还可以制造止血毛巾等多种产品,成为户外、极限、赛车等特殊运动人群的装备,也可以作为汽车急救装备,在各种交通意外发生时发挥作用。

来源:浙江日报    作者:记者 曾福泉 通讯员 涵冰    编辑:郑海云    责任编辑:方志华
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