В данной работе отобрано 7 исследований за 2020–2025 годы, в которых участвовали команды из Китая, Южной Кореи, Румынии, а также международные исследовательские группы; основное внимание уделено данным in vitro и данным исследований на животных. В отобранных исследованиях не представлены результаты клинических испытаний на людях; такой временной диапазон не означает, что в мире отсутствуют соответствующие исследования на людях.
01Какие задачи решают соответственно гемостаз и адгезия тканей?
Гемостатические волокнистые плёнки могут участвовать в исследовании за счёт стимуляции локального свёртывания, ограничения кровопотери или формирования герметичного слоя; при адгезии тканей необходимо дополнительно изучать соединение материала с влажными тканями. Эти два подхода можно сочетать, но они не взаимозаменяемы: более быстрое свёртывание in vitro не обязательно означает отсутствие просачивания крови через поверхность ткани, а высокая прочность адгезии не гарантирует, что материал можно безопасно применять во всех областях.1,2,4,7
| Направление исследования | Задачи, выполняемые волокнистыми материалами | Соответствующая оценка |
|---|---|---|
| Съёмный гемостатический покрывающий материал | Создание среды для локального свёртывания и ограничение просачивания | Кровопотеря, свёртывание и повторное кровотечение после удаления 1,2 |
| Адгезивная накладка, оставляемая в организме | Поддержка адгезивного компонента и герметизация тканевой границы | Адгезия во влажном состоянии, тканевая реакция и судьба материала 4,7 |
| Формирование плёнки in situ | Нанесение волокон на неровные или ограниченные участки | Место нанесения, полнота покрытия и локальная реакция 5,6 |
Решение о том, требуется ли в конечном итоге удалять материал, является важным разделительным моментом при проектировании. В первом случае необходимо избежать захвата кровяного сгустка при удалении; во втором — требуется дальнейшее изучение деградации, остатков и тканевой реакции. Одно и то же свойство «надёжной адгезии» в этих двух сценариях может соответствовать разным требованиям.2,4,7
02От гидрофильного поглощения к регулируемой границе контакта с кровью
Полимеры, такие как хитозан, PVA и PEO, могут образовывать композитные волокна с минеральными частицами или модифицированными компонентами; волокна PLA, в свою очередь, могут служить опорной структурой адгезивных накладок. Функциональность может определяться совокупным действием заряда полимера, смачиваемости поверхности, наполнителя и структуры во влажном состоянии; гемостатические свойства нельзя объяснять исключительно диаметром волокон или названием материала.1,2,3,4
В исследованиях применяются различные подходы: гидрофильные волокна поглощают часть жидкости и контактируют с компонентами крови; умеренно гидрофобные волокна ограничивают проникновение крови вглубь материала; волокна, соединяющиеся друг с другом при контакте с жидкостью, преобразуются в более плотную герметичную сеть. Эти подходы не противоречат друг другу, а отвечают на разные задачи управления жидкостью и эксплуатации материала.1,2,7
03Композитные волокна на основе хитозана: от испытаний на свёртывание к гемостазу на животных
Хитозан, PEO и каолин
В работе Liu и др. за 2022 год в электроформованные плёнки на основе хитозана/PEO был добавлен каолин; сравнивались механические свойства, биосовместимость и свёртывающая активность материалов in vitro, а также проводились наблюдения на моделях повреждения печени и ран на спине у крыс. Некоторые составы в данной работе продемонстрировали гемостатические и регенерационные эффекты, что указывает на возможность участия минеральных частиц в формировании локальных функций через волокнистую сеть.1
Гидрофобная модификация и граница, облегчающая удаление
В работе Liu и др. за 2024 год были дополнительно изучены плёнки на основе хитозана/PEO с добавлением алкилированного хитозана N-. На основе испытаний со свёртыванием цельной крови, анализа процесса свёртывания и модели повреждения печени у крыс авторы предложили подход, ограничивающий проникновение крови в повязку и одновременно формирующий сгусток на поверхности раны; при удалении материала наблюдалось меньшее нарушение локального свёртывания. Это исследование на животных, сочетающее гемостаз и удобство удаления.2
Изменения в природном сырье также требуют повторной проверки
В работе корейских исследователей Lee и др. за 2024 год хитозан, полученный из насекомых, сочетался с PVA и каолином; изучались свойства сырья, плёнообразование, цитосовместимость и свёртывание крови ex vivo. В работе также обсуждались многопозиционное электроформование и непрерывный сбор на подложке, демонстрируя подход, сочетающий состав и производственное оборудование. Гемостатические данные получены в ходе испытаний на свёртывание крови ex vivo и не должны интерпретироваться как завершённая проверка на животных с травмами или у людей.3
04Как распределяются функции между волокнистым каркасом и медицинским адгезивным компонентом?
В работе румынских исследователей Tosa и др. за 2024 год сначала методом электроформования была получена нетканая волокнистая плёнка из PLA, а затем с адгезивным компонентом на основе цианоакрилата сформирована накладка. Помимо анализа волокон и состояния хранения, в статье проведена оценка адгезии на ткани печени крыс и проведён эксперимент с моделью кровотечения после резекции печени.4
Данное исследование показывает, что электроформование может выполнять задачу «преобразования адгезивной функции в удобную для покрытия плёночную структуру». Внимание следует уделять не только способности к адгезии, но и распределению адгезивного компонента внутри волокон, возможным изменениям во время хранения, а также способности накладки прилегать к ткани. В статье волокна имеют микронный размер, поэтому принцип «чем тоньше, тем лучше» не является обязательным требованием для всех адгезивных накладок.4
Такие материалы по-прежнему требуют комплексного изучения волокнистого каркаса, адгезивного компонента и упаковки. Наблюдения на животных и оценки адгезии ex vivo из данной статьи могут помочь определить последующие исследовательские задачи, но не могут напрямую заменить оценку применения у людей и не означают, что данный подход применим к любым тканям или любой формуле на основе цианоакрилата.4
05Электроформование in situ: как изучать покрытие неровных поверхностей?
Направленное нанесение при лапароскопии
В работе Zhang и др. за 2020 год электроформование было объединено с лапароскопическим устройством; посредством регулирования электрического поля и положения сопла контролировалась область нанесения, а в модели малоинвазивной хирургии у свиней изучался гемостаз на поверхности печени. В исследовании установлена связь между местом формирования плёнки, её толщиной и локальной тканевой реакцией, продемонстрировав экспериментальную возможность in situ-покрытия в ограниченных пространствах.5
Сочетание гемостаза и локального антибактериального действия
В 2020 году Liu и соавторы сообщили об изготовлении композитных волокон CuS с помощью портативного электроформования in situ. Они исследовали антибактериальное действие при ближнем инфракрасном облучении и наблюдали гемостаз и заживление инфицированных ран в соответствующих моделях на крысах. Одним из вопросов была адаптация формируемой на месте мембраны к неровной поверхности, другим — совместное действие функциональных компонентов и внешней стимуляции.6
Вышеупомянутые исследования in situ относятся к экспериментам на животных, проведённым со специальными устройствами и материалами. Они не означают, что стандартное лабораторное оборудование для электроформования можно непосредственно применять у людей. Разработчикам оборудования необходимо совместно проектировать управляемость нанесения, контакт с тканями, а также электрическую и химическую совместимость; эти аспекты относятся к проверке готового устройства и материалов после чёткого определения области применения.5,6
06Самогерметизирующиеся при контакте с кровью волокна: одновременное действие внутренней части плёнки и её краёв
В работе Fang и др. за 2025 год методом двухкоаксиального электроформования были созданы ядро-оболочечные волокна с противоположными зарядами. При контакте с жидкостью волокна соединяются друг с другом, превращая исходный пористый материал в более плотную структуру и обеспечивая адгезию к границе с тканью. Гемостаз изучался на моделях повреждения печени и бедренной артерии у крыс и свиней; также оценивались соответствующие материалы и биологические реакции.7
Основной вывод данной работы заключается в одновременном устранении двух путей просачивания: крови через саму плёнку и крови, вытекающей из границы между материалом и тканью. В рамках одного подхода объединены межволоконное соединение и адгезия к ткани, однако полученные результаты по-прежнему относятся к исследованиям на животных, а свойства зависят от условий среды; их нельзя экстраполировать на все области кровотечения на основе одной модели.7
07От структуры литературы к воспроизводимым образцам гемостатических плёнок
Сначала определить способ покрытия, адгезии и удаления
Перед обсуждением оборудования следует уточнить, является ли целевой образец готовой плёнкой, композитной накладкой или объектом исследования in situ-формирования, а также требуется ли опорная подложка, структура ядро-оболочка или многокомпонентные волокна. Площадь плёнки, масса на единицу площади, толщина и целостность во влажном состоянии должны быть сформулированы как измеримые цели; только после этого следует обсуждать подачу жидкости, сбор и контроль условий окружающей среды.
Однородность композитных компонентов важнее, чем формирование плёнки за один этап
При наличии каолина, CuS или других частиц необходимо проверять состояние дисперсии, стабильность подачи раствора и состав в разных точках мембраны; для многопоточных коаксиальных или слоистых структур также следует подтверждать попадание каждого компонента в предполагаемое положение. Для адгезионных пластырей последующие этапы нагружения и хранения также являются частью процесса изготовления и не могут ограничиваться только записью данных об электроформовании.1,3,4,6,7
Включать в оценку фактические условия использования
При сравнении образцов можно учитывать изменение размеров после смачивания, прочность во влажном состоянии, адгезию или отслоение, остаточные вещества и целостность материала. Совместимость с кровью, биосовместимость, остаточные растворители, стерилизация и влияние условий хранения необходимо проверять по отдельности в зависимости от конкретного назначения; положительный результат одного теста на свертывание крови свидетельствует лишь об эффекте в рамках данного теста.
При масштабировании производства рекомендуется сопоставлять партии сырья, состояние раствора, условия окружающей среды, подачу раствора, скорость сбора и последующую обработку с результатами отбора образцов. Помимо средней толщины, следует также оценивать различия между краями и центральной частью, а также между начальными и конечными участками, чтобы убедиться в сохранении однородности функционального слоя на всей эффективной площади.
Способ хранения образцов также целесообразно определить на раннем этапе. Для волокон, легко поглощающих влагу или изменяющихся при контакте с водой, состояние до и после упаковки может повлиять на фактическое сравнение; для мембран с нанесенными адгезионными компонентами необходимо одновременно регистрировать время хранения и адгезионные характеристики образцов в момент отбора.4,7
08Распространенные проблемы при разработке гемостатических и медицинских адгезионных материалов
Обязательно ли добавлять адгезив в электроформованные гемостатические мембраны?
Не обязательно. В литературе описаны как композитные волокна на основе хитозана, так и структуры с нанесенным адгезивом, самостоятельно герметизирующиеся при смачивании. Сначала следует определить, требуется ли стимуляция свертывания крови, ограничение проницаемости или фиксация тканей, а затем выбрать соответствующий подход.1,2,4,7
Достаточно ли ускорения свертывания крови in vitro для подтверждения реальной гемостатической способности?
Недостаточно. Необходимо также учитывать место применения и условия кровотока, наблюдая за покрытием, кровопотерей, а также состоянием после удаления или оставления материала на месте. Эксперименты на изолированных образцах и на животных моделях подходят для поэтапной проверки различных вопросов и не могут быть объединены в выводы об эффективности у человека.1,2,3,4,5,7
С какого образца следует начинать разработку материала?
Можно начать с небольших по площади мембран или композитных слоев с четко определенной функцией и объяснимой структурой, установив сравнение в сухом и влажном состояниях, а затем рассмотреть структуры типа «ядро–оболочка», многокомпонентные конструкции и непрерывный сбор. Сложность исследования должна определяться практической задачей.
Список литературы
Ниже представлены оригинальные исследования, отобранные для данной статьи. Интерпретация литературы не означает наличия у авторов работ, исследовательских учреждений и TONGLI отношений по поставке оборудования или сотрудничества; описанные результаты применимы только к материалам, моделям и условиям испытаний, указанным в оригинальных текстах.
Библиографические записи сохранены на языке оригинала для точного поиска.
Liu T, et al. Electrospun kaolin-loaded chitosan/PEO nanofibers for rapid hemostasis and accelerated wound healing. International Journal of Biological Macromolecules. 2022;217:998–1011.
DOI：10.1016/j.ijbiomac.2022.07.186 ↗Область чтения: оригинальные аннотации и библиографические данные PubMed
Liu T, et al. Electrospun nanofiber membranes for rapid liver hemostasis via N-alkylated chitosan doped chitosan/PEO. International Journal of Biological Macromolecules. 2024;258:128948.
DOI：10.1016/j.ijbiomac.2023.128948 ↗Область чтения: оригинальные аннотации издательства, аннотации методов и выводы
Lee H, et al. Extraction of γ-chitosan from insects and fabrication of PVA/γ-chitosan/kaolin nanofiber wound dressings with hemostatic properties. Discover Nano. 2024;19:77.
DOI：10.1186/s11671-024-04016-6 ↗Область чтения: соответствующие методы и результаты из полного текста издательства
Tosa VP, et al. Electrospun Polymeric Fiber Systems Inoculated with Cyanoacrylate Tissue Adhesive: A Novel Hemostatic Alternative during Open Surgery. Materials. 2024;17:4318.
DOI：10.3390/ma17174318 ↗Область чтения: соответствующие методы, результаты и аннотации из открытых текстов PMC и издательства
Zhang J, et al. Laparoscopic electrospinning for in situ hemostasis in minimally invasive operation. Chemical Engineering Journal. 2020;395:125089.
DOI：10.1016/j.cej.2020.125089 ↗Область чтения: соответствующие методы и результаты из полного текста оригинальной статьи, доступной для проверки, а также сверка с открытой библиографией
Liu XF, et al. Bifunctional CuS composite nanofibers via in situ electrospinning for outdoor rapid hemostasis and simultaneous ablating superbug. Chemical Engineering Journal. 2020;401:126096.
DOI：10.1016/j.cej.2020.126096 ↗Область чтения: соответствующие методы и результаты из полного текста оригинальной статьи, доступной для проверки, а также сверка с открытой библиографией
Fang Y, et al. Blood-triggered self-sealing and tissue adhesive hemostatic nanofabric. Nature Communications. 2025;16:4910.
DOI：10.1038/s41467-025-60244-z ↗Область чтения: соответствующие методы, результаты и аннотации из открытых текстов PMC и издательства
Вышеизложенное содержание основано на анализе и интерпретации общедоступных научных статей. В случае нарушения авторских прав или если первоначальные авторы не желают, чтобы соответствующая информация публиковалась в такой форме, пожалуйста, свяжитесь с нами, и мы немедленно удалим соответствующий материал.