沸石是一種灼燒時(shí)產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象的礦石,人造沸石常被用作工業(yè)催化劑和氣體分離劑。在上世紀(jì)80年代,以沸石為納米原材料的緊急止血?jiǎng)┚鸵驯婚_(kāi)發(fā)使用,并在戰(zhàn)場(chǎng)上拯救了成千上萬(wàn)人的生命。這種止血?jiǎng)┛稍诖罅渴а蟮摹包S金3分鐘”內(nèi)止血,但傷者在使用中容易被沸石產(chǎn)生的高溫灼傷。
浙江大學(xué)的研究人員通過(guò)鈣離子交換技術(shù)研制出細(xì)小顆粒狀的“鈣沸石”。研究人員在這種鈣沸石止血機(jī)制的研究中發(fā)現(xiàn),鈣沸石與血液接觸時(shí),表面會(huì)被血漿蛋白包裹,形成一層具有超高促凝血活性和凝血酶活力的“蛋白質(zhì)環(huán)”,從而讓凝血時(shí)間從數(shù)分鐘縮短至十余秒。
“通過(guò)分析,研究人員發(fā)現(xiàn)沸石納米孔道中的鈣離子是穩(wěn)定凝血酶的關(guān)鍵。鈣離子接觸血液后會(huì)緊緊‘抓住’凝血酶,讓它們發(fā)揮功效,處于持續(xù)‘開(kāi)機(jī)’狀態(tài)!狈督苷f(shuō),普通情況下,凝血酶接觸血液中的抗體十幾秒后就開(kāi)始逐漸失去活性;但在鈣沸石中,被“抓住”的凝血酶在室溫下保存了30個(gè)月之后,仍然具有高效止血能力。
同時(shí),課題組巧妙地降低鈣沸石的鈣離子含量,解決了鈣沸石在使用時(shí)的發(fā)熱問(wèn)題。
“實(shí)驗(yàn)證明,沸石的止血功能不是簡(jiǎn)單的物理吸附,而是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)!狈督鼙硎,這是國(guó)際上首個(gè)揭示了沸石凝血作用機(jī)制的研究,相關(guān)論文于2014年底發(fā)表于《納米研究》雜志上。
“課題組希望能夠以鈣沸石為原材料開(kāi)發(fā)出一種價(jià)格適中、效果優(yōu)異、性能穩(wěn)定的止血材料,從而提高中國(guó)的緊急救生技術(shù)。”范杰表示,鈣沸石這種新型的生物無(wú)機(jī)復(fù)合材料既有生物材料的優(yōu)異止血功能,又有無(wú)機(jī)材料的穩(wěn)定和低價(jià)特性,有望廣泛用于院前急救和軍事活動(dòng)中。