西南大学の研究チームは国際的に有名な定期刊行物『Research』に重要な研究成果を発表した。本研究はbombardier甲虫パルス噴射メカニズムに啓発され、配向マイクロチャネルを有する形状記憶エアロゲルを設計し、マイクロ焦点CTイメージングシステム及びマルチスケール実験を通じて、その止血性能及び作用メカニズムを系統的に研究した。この研究の最初の著者は盧必濤先生である。

研究要約

深刻な出血傷の止血難題に対して、bombardier甲虫噴射防御メカニズムに啓発され、パルス噴射擬生気ゲルを設計した。この構造は、配向冷凍鋳造により平行マイクロチャネルを有するセリシンナノファイバー/シェルポリシュガーエアロゲルを構築し、CaCO 8323とトラネキサム酸（TXA-NH 8314）を「内蔵エンジン」として担持し、血液トリガCO 832マイクロバブルパルス噴射により薬物浸透を増強する。形状記憶特性と物理的バリア作用を結合し、エアロゲルが血液に接触した後、急速に膨張して傷口を密封し、同時にガス動力によって止血剤の拡散を加速させる。に頼るマイクロフォーカスCT（AX-2000 CT）エアロゲルに対して非破壊三次元断層スキャンを行い、生体模倣マイクロチャネルの平行アレイ構造（幅15 ~ 35μm）と全体ハニカム多孔質形態（空隙率52%）を明確に呈し、マイクロチャネル構造設計の有効性と後続性能分析に重要な構造データ支持を提供した。理論モデル、高速撮像及び動物実験による検証により、最適なパラメータの下で薬物放出率は60秒以内に50%を超え、豚大腿動脈大出血モデルの中で止血時間はわずか3.5分であった。研究は深部の複雑な創傷止血に新しい構想を提供し、緊急医学分野における生体模倣構造の応用潜在力を示した。

　 性能試験方法

　　invitroキャラクタリゼーション：走査電子顕微鏡（SEM）によるマイクロチャネル構造の観察、マイクロフォーカスCT（AX-2000 CT）気孔率及び3 D構造を分析し、接触角測定器は親水性を評価した。

　 取材と研究方法

　　マイクロチャネル構造解析

CTイメージングによると、エアロゲルはハニカム状多孔質構造（空隙率52%）、平行マイクロチャネル幅15〜35μmを有し、内壁セリシンナノファイバーは交絡ネットワークを形成し、液体吸収速度（1.5×10³m/s）を顕著に向上させた。負荷されたCaCO 8323/TXA-NH 8314はマイクロチャネルに均一に分布し、ゼラチンキャップ被覆率>80%で、ガスの効率的な蓄積を確保した。

　　（C）GCSF−3／CTの縦断面（ピンク擬似カラーは炭酸カルシウム（CaCO₃）、青色疑似カラーはトラネキサム酸アンモニウム（TXA−NH₃⁺））及び対応する要素分布画像を含む。（D）GCSF-3/CTの上面図と下面図。（E）GCSF−3／CTのマイクロコンピュータトモグラフィー（Micro−CT）画像。

（B）高フレームレートでのGCSF−3／CTによる水噴射現象の画像を示す。

　　研究結論

深刻な出血傷口の十分な止血は非常に挑戦的であり、本研究で調製した擬生気ゲルは水/血液に接触した後、急速に膨張して傷口を圧迫し、そしてマイクロバブル動力を通じて有効荷重拡散を加速し、60秒以内に薬物放出率は50%を超え、4種類の出血モデル（豚大腿動脈大出血を含む）の中で既存材料より優れた止血効果を示し、しかも生体適合性は良好である。マイクロフォーカスCT（AX-2000 CT）研究において重要な役割を果たした：無損失三次元断層スキャンを通じて、エアロゲルのマイクロチャネル構造、空隙率及び3 D形態を正確に特徴づけ、生体模倣設計の有効性、解析構造と止血性能の関連を検証するために直接証拠を提供し、材料最適化のために量子化根拠を提供した。

　 原始文献

[1]LuB、HuE、DingW、等。BioinspiredHemostaticStrategyviaPulseEjectionsforSevereBleedingWounds[J]。研究,2023,6:Article0150.DOI:10.34133/research.0150

　　論文応用装置

本研究で使用されたMicroCT装置は、奥影が開発・生産した高精度マイクロナノCTイメージングシステムである。AX-2000CT型本システムはもっぱら生物医学と材料科学研究のために設計され、高精度イメージング、高速スキャン効率、経済性コスト及び多元化応用情景を兼ね備え、擬生気ゲル、ナノファイバーステント、生物複合材料、小型金属部材、地質岩芯などの多種のサンプルに対して無損失三次元断層スキャンを行うことができ、生体構造分析と性能最適化のために重要な無損失デジタルイメージング技術の支持を提供した。