一年前，上海街頭發(fā)生惡性事件，兩名小學(xué)生的脖頸被刀砍傷。路人用毛巾堵住他們的傷口試圖止血，但毛巾很快被涌出的鮮血浸紅，最終沒(méi)能挽回他們年幼的生命。

大出血每年奪去190萬(wàn)人的生命，快速有效的院前急救措施一直存在空白。浙江大學(xué)化學(xué)系范杰教授團(tuán)隊(duì)近日發(fā)明了一件“緊急止血救生衣”:用沸石棉纖維復(fù)合物做成的T恤衫，外表與普通T恤沒(méi)有任何區(qū)別，但能在關(guān)鍵時(shí)刻能止住噴流的動(dòng)脈血，為搶救生命贏得時(shí)間。

論文A tightly-bonded and flexible mesoporous zeolite-cotton hybrid hemostat發(fā)表在《自然通訊》雜志，論文第一作者為博士生余麗莎。

生死攸關(guān)之際，迅速止血

大動(dòng)脈出血十分兇險(xiǎn)。作為血液從心臟通往各個(gè)組織的交通要道，動(dòng)脈內(nèi)血液的流速可超過(guò)50厘米/秒。一旦發(fā)生破裂或損傷，血流噴射而出，短時(shí)間內(nèi)血液大量流失。如果失血量超過(guò)1000cc，就有可能危及生命。

出血時(shí)，人體會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)一套凝血機(jī)制，在血小板和凝血因子的共同參與下，血液在傷口處漸漸形成血栓，堵住傷口。“人體的生化反應(yīng)緩慢而溫和。”浙大教授范杰說(shuō)，這一速度決定了凝血機(jī)制的能力范圍：在靜脈或毛細(xì)血管出血時(shí)能夠奏效，但像動(dòng)脈出血如此劇烈的情況，緩慢的凝血進(jìn)程是微不足道的。此外，包扎、按壓等傳統(tǒng)急救手段也顯單薄，許多大出血患者在等待救援的過(guò)程中離開(kāi)了人世。

現(xiàn)在，浙大教授讓這一暗淡的局面重現(xiàn)希望：一件棉T恤，或能救人性命。

圖：棉纖維(直徑大約25微米)上附著著沸石顆粒(直徑5微米)

在電子顯微鏡下，看似普通的純棉T恤顯露了它與眾不同的樣貌：一根根棉纖維上附著有許多小圓球，直徑在5微米左右。“這些‘圓球’是沸石顆粒，它們和棉纖維共同形成的復(fù)合材料，能夠快速止住血流。”范杰說(shuō)。

改造沸石，“化”石成衣

沸石用來(lái)止血早已有之。

上世紀(jì)80年代末，美國(guó)的Frank Hursey博士刮胡子時(shí)不小心刮傷了臉，血流不止。那時(shí)，他手邊恰好有一些看起來(lái)像沙子的沸石，他抓起一把就往臉上抹，血很快就止住了。Hursey博士受到啟發(fā)，開(kāi)發(fā)了一種沸石緊急止血?jiǎng)┎⑸暾?qǐng)了專利。2003年起，裝著沸石顆粒的“止血包”已成為美國(guó)部隊(duì)隨身標(biāo)配。但，這還遠(yuǎn)不是完美的止血?jiǎng)?。一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題是，沸石吸水會(huì)產(chǎn)生大量的熱，熱量會(huì)導(dǎo)致傷口溫度上升，造成灼傷，影響傷口愈合。

范杰對(duì)沸石進(jìn)行了全面的升級(jí)和改造，實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)關(guān)鍵突破：一是弄清沸石能迅速止血的分子，過(guò)去認(rèn)為沸石的多孔結(jié)構(gòu)讓其吸水性能特別好，但范杰發(fā)現(xiàn)這不是關(guān)鍵因素;二是將沸石材料成功地“長(zhǎng)”到棉纖維上，讓生產(chǎn)緊急止血毛巾或救生衣成為可能。

圖：凝血過(guò)程圖，沸石具有促進(jìn)凝血的功能

2015年，范杰課題組發(fā)表在《納米研究》雜志發(fā)表文章，在國(guó)際上首次揭示了沸石凝血作用的的分子機(jī)制：沸石止血不是簡(jiǎn)單的物理吸附現(xiàn)象，而是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。課題組制備了一種Ca-沸石材料，“我們發(fā)現(xiàn)，沸石表面會(huì)被血漿蛋白包裹，鈣離子能從血液中捕獲并活化凝血酶，使其持續(xù)工作。”范杰說(shuō)，得益于此，沸石凝血進(jìn)程可以從120秒縮短至12秒，具有緊急止血的能力。

隨后的幾年，科學(xué)家重點(diǎn)研究了怎樣讓這種性能優(yōu)良的材料長(zhǎng)到棉纖維上，他們成功了。沸石晶體緊緊地“抓”住棉纖維表面，不受水洗水沖的影響，即便用超聲波也“振”不下來(lái)。