理论教育 科研成果:北京理工大学材料学院创新止血材料,突破技术难关

科研成果:北京理工大学材料学院创新止血材料,突破技术难关

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:最终历时将近三年,他们成功开发了精油包埋等5项核心技术,将广藿香精油与先进止血材料完美融合,研发出系列化抗菌止血新产品,包括适用于皮肤表面创伤的抗菌止血海绵、适用于大动脉出血的抗菌止血微球、适用于贯穿伤等特殊创面的贯穿伤止血装置。

科研成果:北京理工大学材料学院创新止血材料,突破技术难关

在2014年秋天,满怀着对未来的激情与向往,大一刚刚入学的王玮哲踏进了北京理工大学的大门,从此开始了他在材料学院的学习与探索。在本科期间的学习生活中,他不仅认真地学习了有机化学物理化学材料科学基础等课程,为材料学的科研工作奠定了坚实的基础;更是通过材料学院开展的一系列先进材料论坛和师生双选会,对材料科学的前沿发展表现出了强烈的兴趣。一张张绚丽的谱图、一项项复杂的数据……材料科学的大门正在徐徐打开,殿堂内丰富多彩的研究内容无一不吸引着他的目光。

而在众多的研究课题中,来自天然高分子实验室的陈煜副教授的研究内容——基于天然高分子的先进抗菌止血水凝胶仿佛是夜空中最明亮的那颗星,一下子吸引住了他的目光,引起了他最为强烈的兴趣。经过陈煜老师的介绍,他了解到实验室目前主要从事的是以壳聚糖、海藻酸钠等天然高分子为基础,面向医疗器械方面的水凝胶体系研究,其中止血方向的研究工作是目前最热点、同样也是最困难的课题。而生来就喜欢挑战困难、突破创新的性格,更是让王玮哲毫不犹豫地选择加入陈煜老师的课题组,从此开始了他在抗菌止血水凝胶方面的探索与研究。

在进入实验室后,他对目前国内止血方面的市场现状展开了全面的调研,结果发现:止血,近百年来都是医疗行业内一个永不过时的话题,针对手术中止血的难题不断地有新技术、新方案涌现出来。目前市场上的止血产品一般都不具备抗菌性能,而高端止血产品则受国外巨头垄断,所以,如何在保障止血材料快速止血性能的同时,赋予其优异的抗菌性能,并且控制整体成本,已经成为止血材料研究领域一个公认的难题。而自己所在的材料学院天然高分子材料实验室则长期从事快速止血材料的研究,具备丰厚的研究经验与条件,为止血材料技术的突破奠定了基础。

身为材料人,“材以致用,服务社会”是材料人肩上的使命,而止血材料更是“惠泽众生,利国利民”的关键材料之一。面对这一世界性难题,王玮哲丝毫没有产生气馁畏惧的情绪,反而更加意志坚定,他暗暗下定决心:无论花费多少时间精力,也一定要翻过这座看起来似乎不可逾越的高山!然而他也深深懂得,科研探索从来不是单打独斗的“个人秀”,而是需要集思广益开展“团队作战”。因此,在陈煜老师的指导与帮助下,他与课题组内几位志同道合的同学达成了一致,共同组建起了“藿然而愈”团队,开始了为突破止血难题而不懈奋斗的旅程。

“藿然而愈”团队成员进行实验操作(www.daowen.com)

实验室之前止血材料性能较差,他们就花费大量的时间和精力调研文献,从天然高分子材料中获得灵感,利用海藻酸钠和壳聚糖等天然材料构建水凝胶止血体系,利用其可以快速吸附的特性,在止血过程中极大地加速了血液中水分的吸收与脱除,从而实现血小板等凝血因子的富集,大大提升了止血速度,成功地将止血时间由先前的3~5分钟缩短至30秒,并显著提升止血效果的稳定性。而面对止血材料缺乏抗菌性的困境,他们则展开了激烈的讨论:目前最常见的抗菌组分一般是银离子等化学抗菌剂,虽然它们的抗菌效果非常出众,但不可避免地会对生命体产生毒害副作用,因此并不适合应用于手术止血等。为了寻找到生物安全抗菌组分,“藿然而愈”团队另辟蹊径,决定从天然植物中寻找突破口。

为了解天然抗菌组分的问题,“藿然而愈”团队利用暑期社会实践的契机,多次踏上了南下的列车,前往广东省河源市、中山市、湛江市等地寻找新的天然材料。在累计近百天的调研时间里,“藿然而愈”团队的成员们忍过了高温烈日的炙烤,也熬过了狂风暴雨的洗刷,前后穿行数百公里,深入山川与农田,走访了几十家企业和研究机构,调研了上百种天然材料。随后在实验室中历时半年时间,经过对薄荷油、茶树油、玫瑰精油等五十余种天然植物提取物的分析与测试,他们终于惊喜地发现:广藿香精油的抗菌效果最佳,最适合研发止血材料。

“锲而不舍,金石可镂。”在他们眼中,科研攻关的过程无疑是非常艰辛的,一次次地跌倒再爬起,通宵熬夜实验的煎熬,这些奋斗的艰辛最终换来的是成功的甘甜,是止血技术新的突破的喜悦。最终历时将近三年,他们成功开发了精油包埋等5项核心技术,将广藿香精油与先进止血材料完美融合,研发出系列化抗菌止血新产品,包括适用于皮肤表面创伤的抗菌止血海绵、适用于大动脉出血的抗菌止血微球、适用于贯穿伤等特殊创面的贯穿伤止血装置。产品可以实现30秒内快速止血,抑菌率达99%以上,极具市场竞争力。此外,在团队科研成果的基础上,实验室还先后申请了5项国家发明专利,发表高水平学术论文11篇,并与军事医学科学院、解放军总医院等展开项目合作,推动新型抗菌止血产品在临床上的测试,为医护工作者的“悬壶济世”作出属于自己的贡献。

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