中南大学王杨、张翼等AFM：纯分子药物自组装的自凝胶粉剂用于创伤性脑损伤后快速止血和神经保护

摘要：创伤性脑损伤（TBI）发生时，剧烈冲击可立即撕裂脑部血管，导致出血。失血过多可能导致死亡。原发性损伤会引发包括水肿、血脑屏障（BBB）功能障碍和炎症风暴在内的继发性损伤，进而损害神经元并导致其死亡，最终可能导致长期残疾及危及生命的情况。因此，快速止血以及针对水

创伤性脑损伤（TBI）发生时，剧烈冲击可立即撕裂脑部血管，导致出血。失血过多可能导致死亡。原发性损伤会引发包括水肿、血脑屏障（BBB）功能障碍和炎症风暴在内的继发性损伤，进而损害神经元并导致其死亡，最终可能导致长期残疾及危及生命的情况。因此，快速止血以及针对水肿、BBB功能障碍和炎症的早期药物干预至关重要。然而，目前大多数患者接受的院前和急救治疗效果有限且时机过晚，主要原因是现场缺乏急救工具和专业治疗手段。另一个是口服或静脉给药的药物难以到达脑部以发挥治疗作用。因此，开发集止血和药效一体化，且便于原位给药的便携式生物材料，用于快速止血并能够持续释放药物治疗是TBI院前治疗的理想策略。由纯分子药物自组装形成的自凝胶粉末，无需化学修饰或额外载体即可快速实现止血和治疗效果，且可避免辅料带来的相关毒副作用。然而，目前尚未有临床药物报道可作为此用途的自凝胶粉末。

中南大学王杨教授和张翼教授团队报道了一种临床药物自组装自凝胶粉剂-七叶皂苷钠自凝胶粉剂（SA self-gel-P），当其喷洒至TBI出血部位时，可迅速吸收血液，并通过分子间氢键原位快速成凝胶，实现高效的伤口封闭和快速止血。此外，形成的水凝胶可持续释放SA，减少神经元死亡，改善血脑屏障完整性，减少脑水肿，缓解神经炎症，并促进神经功能的恢复，且无显著毒副作用。这种自凝胶粉剂有潜力为TBI院前治疗的有力辅助工具。该研究以题为“In-situ-sprayed self-gelling powder self-assembled by a pure molecular drug from herbal extract for rapid hemostasis and neuroprotection in traumatic brain injury”的论文发表在《Advanced Functional Materials》上，第一作者为中南大学湘雅医院李腾博士后和郑俊博士后。

【文章要点】

SA分子能够通过氢键、疏水作用等非共价作用力自组装成水凝胶，将形成的水凝胶冷冻干燥和研磨后制备了SA自凝胶粉（SA self-gel-P）。（图1）。SA self-gel-P具有较强的自凝胶能力，其可以快速吸收液体形成凝胶。再生的凝胶具有优异的自愈能力，机械性能好，粘附性良好（图2）。

图1 SA自凝胶粉剂的制备及组装机理研究

图2. SA自凝胶粉剂的液体吸收和自凝胶性能

在TBI小鼠模型中，将SA self-gel-P喷在出血部位，其可以迅速吸收血液并形成凝胶封堵伤口快速止血，并且形成的凝胶可以原位释放SA，显著减少神经元细胞死亡，改善血脑屏障完整性，减少脑水肿，减轻神经炎症，促进神经系统的有效恢复。此外，SA self-gel-P在体内和体外均表现出良好的生物安全性（图3，4）。