《Bioactive Materials》：丝基水凝胶在急诊与战场应用潜力巨大
背景
在急诊抢救或战场救护场景中，急性创伤伤口的处理始终面临严峻挑战 —— 既要快速止血避免失血过多，又要防控感染，还要为后续组织再生创造条件。传统止血材料要么凝血速度慢，要么生物活性低，甚至可能引发免疫反应，难以满足复杂需求。
近日，南京大学、西湖大学等团队联合研发的一种带电荷丝基水凝胶（SAMA），在《Bioactive Materials》（IF=16.8）发表的研究中展现出 “全能” 性能：8 秒内光交联止血、对金黄葡萄球菌和大肠杆菌抗菌率超 95%，还能调控免疫微环境促进组织修复，为急性伤口治疗提供了全新解决方案。
目前存在问题
缝合、止血粉等传统手段：要么在湿润出血组织上易失效，要么移除时易造成二次损伤，感染风险高。
合成水凝胶（如 PEG 基）：虽能快速凝胶，但生物降解性差，缺乏固有生物活性，不利于组织再生。
天然聚合物（如明胶、胶原）：生物相容性好，却存在凝胶速度慢、机械强度低、抗菌能力弱的问题。
为解决这些痛点，研究团队以 FDA 批准的蚕丝蛋白为基材，通过双侧链修饰技术，打造出兼具 “超快凝胶、抗菌、促修复” 特性的 SAMA 水凝胶。其关键设计在于：
1. 引入甲基丙烯酸酯（MA）基团：实现 405nm 光触发交联，8 秒内即可固化成膜，快速封堵伤口。
2. 嫁接二甲基氨基（DMA）基团：调控表面正电荷，增强凝血和抗菌能力，同时保持良好生物相容性。
设计的示意图 （Wang et al., 2026）
核心性能
8 秒超快止血，出血量减少 92%
在大鼠肝脏穿刺和切口模型中，SAMA 水凝胶的止血表现远超商业产品 Celox™和传统光交联水凝胶 GelMA：
止血时间：对照组需 150 秒以上，SAMA 仅需 5.67 秒。
出血量：较对照组减少 91%-92%，且形成的血凝块紧密贴合伤口，即使持续冲洗也不易脱落。
凝血机制：正电荷 SAMA（SAMA (+)）能显著提升血小板活化标志物 CD62P 和 PAC-1 的表达，促进纤维蛋白沉积，同时不干扰全身凝血功能（PT、APTT 等指标正常）。
带电SAMA水凝胶的体内和体外止血性能 （Wang et al., 2026）
95% 广谱抗菌，无需额外添加抗菌剂
针对急性伤口常见的金黄葡萄球菌（革兰氏阳性）和大肠杆菌（革兰氏阴性），SAMA 水凝胶展现出强效抗菌能力：
抗菌率：SAMA (+) 对两种细菌的杀灭率均超 95%，且 MA 接枝比例对抑菌效果影响极小，核心在于 DMA 引入的正电荷。
作用机制：正电荷通过静电作用破坏细菌细胞膜，导致胞内物质泄漏（SEM 观察可见细菌形态破裂）；而负电荷 SAMA（SAMA (-)）则通过电荷排斥减少细菌黏附，两种机制协同防控感染。
带电SAMA水凝胶的抗菌特性 （Wang et al., 2026）
促修复 + 低毒性，兼顾疗效与安全
调控免疫微环境，加速组织再生
SAMA 水凝胶能 “引导” 巨噬细胞从促炎 M1 型向抗炎修复 M2 型极化：
分子水平：SAMA (+) 处理后，巨噬细胞中 M1 标志物（CD86、IL-1β、Nos2）表达下调，M2 标志物（CD206、IL-10、Arg1）表达上调。
组织水平：在小鼠全层皮肤伤口模型中，SAMA 处理组第 10 天伤口闭合率超 95%，表皮厚度显著增加，胶原纤维排列更紧密有序，且新生血管数量（CD31+）较对照组提升明显。
带电的SAMA水凝胶可以促进小鼠急性全厚度伤口的愈合 （Wang et al., 2026）
带电的SAMA水凝胶促进了伤口血管生成和巨噬细胞向M2极化 （Wang et al., 2026）
良好生物相容性
细胞层面：与血管内皮细胞（HUVECs）、角质形成细胞（HaCaTs）、成纤维细胞（HSFs）共培养时，细胞存活率超 95%，且能促进细胞迁移（划痕实验显示闭合速度加快）。
全身层面：小鼠血液生化指标（AST、ALT、BUN 等肝肾功能标志物）正常，肝、肾组织切片无病理损伤，证明 SAMA 无全身毒性。
临床转化潜力
SAMA 水凝胶的设计不仅聚焦性能，更考虑了实际应用需求：
1. 操作便捷：水凝胶前体为液态，可通过注射器精准递送，405nm 光（安全波长）照射 8 秒即可固化，无需专业手术技能，适合战场、院前急救等场景。
2. 功能可控：通过调整 MA 和 DMA 的接枝比例，可调控水凝胶的电荷、机械强度和降解速度，适配不同伤口类型（如浅表划伤、深部穿刺伤）。
3. 成本优势：蚕丝蛋白来源广泛、可再生，制备过程无需有毒溶剂，规模化生产潜力大。
4. 拓展功能：可作为药物载体实现控释，如模型蛋白（BSA）和局部麻醉药（罗哌卡因）在中性和弱酸性伤口环境中均呈现一级释放动力学，既能快速镇痛，又能持续递送修复因子。
总结
从实验室数据来看，其核心优势在于：
速度快：8 秒光交联，满足急诊和战场的 “时间敏感” 需求。
功能全：无需额外添加抗菌剂、止血剂，单一材料实现多效治疗。
安全性高：天然蚕丝基材 + 精准电荷调控，兼顾疗效与生物相容性。
