我們血管系統(tǒng)中的血液維系著生命。但當(dāng)血液流出血管時(shí)，它必須迅速形成一道堅(jiān)固的保護(hù)屏障，也就是血凝塊。血凝塊對(duì)于止血和組織再生都至關(guān)重要，但天然血凝塊的形成速度緩慢，力學(xué)強(qiáng)度也比較脆弱，這可能會(huì)帶來危及生命的嚴(yán)重出血，也限制了血凝塊在更廣泛醫(yī)學(xué)場景中的應(yīng)用。

在一項(xiàng)新發(fā)表于《自然》雜志的研究中，一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種快速工程化血凝塊的方法。這種工程化血凝塊不僅能在幾秒內(nèi)形成，其力學(xué)強(qiáng)度也遠(yuǎn)超天然血凝塊，并且具有支持傷口愈合的生物功能。

聚焦紅細(xì)胞

在天然血凝塊的形成過程中，啟動(dòng)凝血的主要是被稱為血小板的特化細(xì)胞，它們會(huì)與其他凝血因子協(xié)同作用，黏附在血管壁上并形成栓塞，從而促成血凝塊的形成。因此，過去的許多關(guān)于人工血凝塊的研究都集中在模擬血小板上。

在新研究中，研究人員重新審視了天然血凝塊，并發(fā)現(xiàn)了它們不僅形成慢，而且從力學(xué)角度看不夠堅(jiān)固，容易破裂或脫落，因而可能導(dǎo)致再次出血。于是，他們將目光轉(zhuǎn)向了一種不同于血小板、但數(shù)量十分豐富的細(xì)胞——紅細(xì)胞。

紅細(xì)胞可以在人體內(nèi)循環(huán)數(shù)月之久。他們?cè)O(shè)想，如果能夠把紅細(xì)胞交聯(lián)在一起，就可以利用這些細(xì)胞本身的彈性和耐久性。過去，曾有研究嘗試使用殼聚糖來交聯(lián)紅細(xì)胞。殼聚糖是一種來自甲殼類動(dòng)物外殼的聚合物，但這種方法并不理想：形成的血凝塊較脆，細(xì)胞容易破裂，凝血效果也不夠穩(wěn)定。

一“點(diǎn)”成膠

在新的研究中，為了解決血凝塊形成緩慢、強(qiáng)度不足的問題，研究人員采用了“點(diǎn)擊化學(xué)”。點(diǎn)擊化學(xué)指的是一種能讓分子快速連接的化學(xué)過程，類似于搭扣“咔嗒”一聲扣合在一起，具有速度快、操作簡單、反應(yīng)干凈的特點(diǎn)。

具體來說，他們提出了一種被稱為“點(diǎn)擊凝血”的技術(shù)。首先，他們通過連接一種名為反式環(huán)辛烯的有機(jī)化合物分子，對(duì)紅細(xì)胞表面進(jìn)行了化學(xué)修飾。接著，他們將這些經(jīng)過修飾的紅細(xì)胞與一種聚合物混合，這種聚合物上連接著名為四嗪的化學(xué)基團(tuán)。反式環(huán)辛烯會(huì)與四嗪迅速發(fā)生反應(yīng)，形成一種細(xì)胞凝膠。這種細(xì)胞凝膠本質(zhì)上是一個(gè)連續(xù)的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，能夠承擔(dān)力學(xué)負(fù)荷，從而讓血凝塊變得更堅(jiān)韌。

重要的是，這種反應(yīng)是生物正交反應(yīng)。也就是說，四嗪和反式環(huán)辛烯不會(huì)與生物分子中存在的其他化學(xué)基團(tuán)發(fā)生副反應(yīng)。

研究結(jié)果表明，與天然血凝塊相比，這種細(xì)胞凝膠形成的血凝塊的抗斷裂能力提高了13倍，黏附能力提高了4倍。

快速止血與未來應(yīng)用

研究人員在大鼠身上測(cè)試了這項(xiàng)技術(shù)，他們將這種工程化血凝塊用于有肝臟切口的大鼠，發(fā)現(xiàn)其效果超過了這項(xiàng)研究中測(cè)試的一種臨床在用產(chǎn)品——FLOSEAL。FLOSEAL是一種以明膠為基礎(chǔ)的封閉劑，有時(shí)會(huì)被外科醫(yī)生用于止血。“點(diǎn)擊凝血”能比FLOSEAL更迅速地止住出血，并防止更多失血。

不過，研究人員表示，在這種細(xì)胞凝膠真正用于臨床之前，仍需開展進(jìn)一步研究。他們計(jì)劃在體型更大的動(dòng)物身上開展類似實(shí)驗(yàn)，并著眼于未來最終在人類中進(jìn)行研究。

研究人員認(rèn)為，這種“點(diǎn)擊凝血”技術(shù)不會(huì)干擾正常的血液化學(xué)過程，因此它可以與人體自身的天然凝血過程協(xié)同發(fā)揮作用。它既可以制備自體血凝塊，也可以制備同種異體血凝塊——前者使用的是患者自身的血液，后者則使用的則是血型匹配的供血者的血液。自體血凝塊大約可以在20分鐘內(nèi)制備完成，而同種異體血凝塊則可以在大約10分鐘內(nèi)制備完成。

鑒于臨床中常見的時(shí)間限制，這種方法在急救、傷口管理及相關(guān)場景中具有很大的應(yīng)用潛力。

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10412-y

https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/mcgill-researchers-engineer-faster-more-effective-blood-clots-372695

https://www.nature.com/articles/d41586-026-01150-2

https://www.nature.com/articles/d41586-026-01397-9

#圖片來源：

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