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                                                  當前位置:首頁  科學頭條

                                                  浙大學者首次製備柔性沸石棉纖維材料

                                                  一件T恤可以秒變止血救生衣

                                                  發佈時間:2019-05-15來源:浙大新聞辦作者:柯溢能0

                                                  血液是生命之源,失血過多是意外創傷致死的首要原因 。據統計,全球每年有190萬人死於失血過多 。因此,在事發第一時間對患者的出血進行有效控制,是爭取治療時間、挽救生命的關鍵 。當醫療救援到來前 ,常見的急救方式就是用毛巾、衣服等捂住傷口,但這樣的止血效果往往是“螳臂當車”。

                                                  爲了解決緊急救生止血的問題,浙江大學化學系範傑教授課題組採用原位微載技術將介孔單晶菱沸石結合到棉纖維表面,製備了一種柔性沸石棉纖維複合物,該止血材料具備高效的止血性能和可靠的安全性 。

                                                  近日 ,這項研究被國際知名期刊《自然·通訊》在線發表 。論文第一作者爲浙江大學化學系博士生餘麗莎  ,通訊作者爲浙江大學化學系範傑教授、浙江工業大學化工學院朱藝涵教授。

                                                  大量研究和應用表明 ,在重度出血情況下,沸石類的無機止血材料是最有效的,因此,美國急救醫學技術委員會推薦沸石止血劑作爲院前急救的必要手段 。“我們長期從事沸石止血方面的研究 ,原有的沸石止血產品具有明顯的弊端,”範傑介紹。國外使用的A型沸石止血劑在戰爭中拯救了上千名士兵的生命,但該產品在使用過程中遇水或血液會放出大量的熱  ,傷口局部溫度高達90℃以上 ,導致皮膚灼傷和影響傷口癒合  ,這是困擾該國多年的難題。

                                                  範傑教授對沸石的組成和表面結構進行改造與升級,得到了止血效果優良且放熱溫和(傷口溫度小於45℃)的沸石止血劑  ,該止血劑在今年年初獲得了II類醫療器械註冊證和生產許可證 ,即將面市。

                                                  但是 ,由於現有的沸石止血劑是堅硬的無機粉體材料,容易黏附在傷口,不利於傷口清創,因此,如何將堅硬的無機粉體止血劑變成柔性、安全、便捷止血材料,成爲了新的挑戰。棉纖維吸水性好 ,成本低,可通過編製成適用於不同傷口形狀的止血織物 ,因此棉纖維是沸石生長理想的載體 。此外,課題組發現,在微孔沸石中引入介孔,增加了沸石的孔徑  ,中斷沸石的微孔骨架並減少的擴散長度,有利於促進血液中水分子的更快吸收和擴散 。

                                                  沿着這樣的設計思路,經過兩年的探索,範傑團隊由此開發了一種原位微載技術 ,將介孔菱沸石生長到棉纖維表面,並使得棉纖維與沸石通過化學鍵緊密結合。該材料完美地保留了沸石的物理化學性質和穩定性 ,同時通過中斷骨架來產生介孔 ,從而大大增強物質的吸附,更有利於止血 。該止血材料的外觀與手感與普通的纖維幾乎沒有區別,具有良好的柔軟性,並且沸石與棉纖維結合非常牢固。

                                                  有着救命神器之稱的作戰紗布,是一種浸漬高嶺土的無機止血材料  ,但這種紗布遇水或血液後,活性成分高嶺土很容易脫落 ,存在較大的安全隱患。範教授團隊研發的“緊密結合的”沸石纖維複合物不怕水洗 ,也不怕水衝 ,甚至超聲波震盪半小時也震不下來 。

                                                  沸石棉纖維複合物及沸石的宏觀-微觀-原子結構

                                                  不僅如此,在非常挑戰性的豬頸動脈致死模型試驗中 ,作戰紗布在傷口按壓10分鐘仍然血流不止,而沸石纖維複合物紗布在傷口按壓5分鐘就已經成功止血,使用過程中沒有放熱效應 。在造成人員受傷大出血的突發事故現場往往缺乏現成的有效止血材料 。範傑認爲“把沸石纖維做成止血衣‘穿’在身上是最保險的救援方式 ,實現了隨時隨地的緊急止血救援 。

                                                  據範傑介紹 ,緊急止血救生衣有望於今年8月份問世。此外 ,還可以製造止血毛巾、止血紗布等多種產品,成爲戶外運動、極限運動、賽車等特殊人羣的保護裝備 ,也可以作爲急救裝備 ,在戰爭、交通、地震等意外事故中發揮作用 。

                                                  文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-09849-9

                                                  (柯溢能)