类型a：这篇文档报告了一项原创研究。
主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括孙晓杰（Xiaojie Sun）、李娜（Na Li）、苏畅（Chang Su）、穆玉芝（Yuzhi Mu）等，通讯作者为冯超（Chao Feng）。研究由海洋大学生命科学学院和三亚海洋研究所等机构完成。该研究于2023年9月19日发表在《ACS Nano》期刊上。
学术背景
本研究属于生物材料与组织工程领域，旨在开发一种新型仿生水凝胶粘合剂以实现快速止血和伤口密封。传统的组织粘合剂在湿润环境中往往表现出较差的粘附性能，尤其是在血液或体液存在的情况下，难以实现强效粘附。受硅藻启发，研究团队提出了一种结合硅藻生物硅（diatom biosilica, DB）和白芨多糖（Bletilla striata polysaccharide, BSP）的复合粘合剂（BSP/DB）。硅藻以其独特的微纳米孔结构和表面丰富的硅醇基团（-SiOH），能够显著增强粘附力并促进止血。白芨多糖则因其良好的生物相容性和凝血活性被选作粘合剂基质。通过这种仿生设计，研究希望解决传统水凝胶粘合剂在湿润环境中的局限性，并提供一种高效、安全的止血材料。
详细研究流程
本研究包括以下主要步骤：
材料制备
BSP/DB粘合剂通过将白芨粉末溶解在水中并与DB混合制备而成。具体操作是先将白芨粉末过200目筛，然后按不同比例（5 mg/mL、10 mg/mL、20 mg/mL）加入DB颗粒。DB颗粒需提前分散在室温水中，随后升温至溶解温度。制备完成后，通过冷冻干燥技术制备干态BSP/DB样品。
材料表征
使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对BSP/DB的化学相互作用和微观结构进行分析。此外，还通过流变学测试评估了BSP/DB的机械强度和粘度特性。这些实验验证了DB的多孔结构和表面硅醇基团对BSP分子的锚定效应。
湿粘附性能测试
采用剥离试验评估BSP/DB在猪皮上的粘附强度。同时，研究测试了其在多种生物组织（如肺、心脏、肝脏等）和非生物材料（如玻璃、橡胶、陶瓷等）上的粘附能力。
体外止血性能评估
通过凝血时间测定、血栓弹力图（TEG）分析、活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）检测，评估了BSP/DB的体外止血性能。此外，还测试了其与抗凝全血接触时的液-固转化能力。
体内止血性能评估
建立大鼠尾部截肢模型和肝损伤模型，分别评估BSP/DB在控制出血方面的效果。记录凝血时间和失血量，并与市售止血剂QuikClot进行对比。
生物相容性与抗菌性能测试
通过CCK-8细胞毒性实验评估BSP/DB对小鼠成纤维细胞（L929）的细胞毒性；通过溶血实验评估其血液相容性；并通过菌落计数法评估其对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）的抗菌性能。
主要结果
1. 材料表征结果
FTIR和SEM结果显示，DB的多孔结构和表面硅醇基团显著增强了BSP分子的交联密度和机械强度。BSP/DB的机械强度比纯BSP高出6倍以上，且在不同温度条件下均表现出优异的稳定性。
湿粘附性能结果
剥离试验表明，20-BSP/DB的粘附强度达到45.27 ± 4.98 kPa，是纯BSP的4.4倍。此外，BSP/DB在多种生物组织和非生物材料上均表现出优异的粘附能力，尤其是在湿润环境中。
体外止血性能结果
凝血时间测定显示，干态BSP/DB可在1分钟内使抗凝全血转化为凝块，而纯BSP和DB仍保持液态。TEG分析进一步证实，20-BSP/DB的凝血起始时间（r值）和最大凝块强度（MA值）均优于其他组别。
体内止血性能结果
在大鼠尾部截肢模型中，20-BSP/DB的凝血时间为186秒，失血量为250 mg，显著优于QuikClot（327秒，452 mg）。在肝损伤模型中，BSP/DB同样表现出优异的止血效果。
生物相容性与抗菌性能结果
CCK-8实验显示，BSP/DB的细胞存活率超过80%，具有良好的细胞相容性。溶血实验表明，其溶血率低于5%。此外，BSP/DB对S. aureus和E. coli的抗菌率分别为80%和75%。
结论与意义
本研究成功开发了一种基于硅藻生物硅和白芨多糖的仿生粘合剂BSP/DB，其在湿润环境中的粘附性能和止血能力均显著优于现有材料。BSP/DB不仅具有优异的机械强度和湿粘附性能，还能通过物理交联机制实现抗凝全血的液-固转化。此外，其良好的生物相容性和抗菌性能为其在临床中的应用提供了保障。这项研究为开发高效、安全的止血材料提供了新思路，具有重要的科学价值和临床应用前景。
研究亮点
1. 首次将硅藻生物硅与白芨多糖结合，设计出一种仿生止血粘合剂。
2. DB的多孔结构和表面硅醇基团显著增强了BSP分子的交联密度和机械强度。
3. BSP/DB能够在湿润环境中实现快速粘附和止血，解决了传统水凝胶粘合剂的局限性。
4. 干态BSP/DB可通过物理交联机制实现抗凝全血的液-固转化，为抗凝血管理提供了新方法。
其他有价值内容
研究还探讨了BSP/DB在不同温度条件下的流变学特性，为其在复杂环境中的应用提供了理论支持。此外，研究团队通过多种体内外实验全面验证了BSP/DB的安全性和有效性，为其未来临床转化奠定了坚实基础。