韩国科学技术院(KAIST)研发的一种新型喷雾粉末,能够通过在伤口表面瞬间形成强韧凝胶,在大约一秒钟内止住危及生命的出血。该粉末适用于传统止血产品通常难以应对的深层及不规则伤口,且即使在恶劣条件下储存数年,依然保持有效。这项技术最初专为战场研发,未来也有望彻底改变灾害现场、救护车及医院中的紧急救治方式。
由韩国科学技术院(KAIST)材料科学与工程系的Steve Park教授和生物科学系的Sangyong Jon教授领导的研究团队,开发了一种粉末型止血剂,当喷洒在伤口上时,能迅速转化为强韧的水凝胶屏障。
由于一名陆军少校直接参与了该项目,该技术在设计时充分考虑了真实的战场条件。这种粉末几乎瞬间凝固,储存期间保持稳定,甚至可以在战斗区域和灾区等苛刻环境中快速部署。
专为深层复杂伤口设计的粉末
传统的贴片型止血产品在医学上应用广泛,但其扁平设计使其难以应用于深层、不规则或复杂的伤口。它们对温度和湿度也很敏感,给储存和现场使用带来了挑战。
为了克服这些局限性,研究人员开发了一种能适应多种不同形状和大小伤口的粉末。单一产品即可用于深层、巨大和凹凸不平的伤口,比传统替代品更具通用性。
大多数现有的止血粉末主要通过吸收血液并形成物理屏障来起作用。相比之下,KAIST团队设计的材料则利用了血液中发生的天然离子反应。
AGCL粉末的工作原理
这种被称为“AGCL粉末”的新型材料结合了多种天然来源、生物相容性好的成分。其中包括海藻酸盐和结冷胶(与钙反应实现超快凝胶化和物理封闭),以及壳聚糖(与血液成分结合以增强化学和生物止血效果)。
当粉末接触血液时,会与钙等阳离子发生反应,并在约一秒钟内转化为凝胶,迅速封闭伤口。
其三维内部结构还使该粉末能够吸收超过自重七倍的血液(725%)。这使其即使在大量、高压出血的情况下也能迅速阻断血流。据研究人员介绍,该材料的性能优于市售止血剂,达到了大于“40kPa”的粘附强度,这一强度足以承受有力的手部按压。
显著的安全性与愈合效果
AGCL粉末完全由天然来源的材料制成。实验室测试显示其溶血率低于3%,细胞存活率高于99%,抗菌效果达到99.9%,表明其在接触血液时是安全的。
动物研究也证明了伤口愈合迅速,同时血管和胶原蛋白的再生情况也有所改善。
在手术性肝损伤实验中,与商用止血产品相比,该粉末减少了失血量和止血所需的时间。术后两周内肝功能恢复正常,研究人员未发现全身毒性的证据。
另一个重要优势是耐用性。该粉末在室温和高湿度条件下保持性能长达两年,使其能够在恶劣的军事或灾难环境中随时待用。
战场之外的应用潜力
尽管该技术最初是为国防而开发,但研究人员认为它在急救医学领域具有广泛的应用前景。可能的用途包括灾害响应、发展中国家的医疗保健以及医疗资源匮乏地区的治疗。
该项目被视为国防研究转为民用的典型案例。除了紧急战场治疗外,该技术还可能有助于控制内部手术过程中的出血。(“衍生案例”是指将国防科学技术扩展或转移到私营部门使用。例如计算机、GPS、微波炉等。)
该研究因其科学创新价值和国防价值而获得认可,荣获2025年KAIST Q-Day校长奖以及2024年KAIST-KNDU国防学术会议的国防部长奖。
参与该研究的博士生Kyusoon Park(陆军少校)表示:“现代战争的核心是最大限度地减少人员伤亡,”并补充道,“我怀着哪怕多救一名士兵的使命感开始了这项研究。”他继续说道:“我希望这项技术能作为一项救命技术在国防和民用医疗领域得到应用。”
该研究由KAIST博士生Kyusoon Park和博士生Youngju Son在Steve Park教授和Sangyong Jon教授的指导下完成。该研究于2025年10月28日在线发表在专注于化学与材料工程的国际期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,影响因子19.0)上。
该研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)的支持。