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医工结合新进展!川大赵长生等人在Nature Biomedical Engineering上发表有关血液抗凝最新成果!
医工结合新进展!川大高分子学院与华西医院等合作的假性血友病抗凝策略研究取得新成果!

 

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中国有100多万患者需要进行血液净化治疗来维持生命,这种体外循环治疗通常需要肝素、低分子肝素等抗凝剂来预防血栓的形成。然而,使用抗凝剂可能导致消化道出血和脑出血等出血并发症,对患者具有严重的风险。如何平衡抗凝和出血之间的关系一直是血液净化领域的重大挑战。受血友病患者不易凝血的特点启发,我校高分子科学与工程学院赵伟锋、赵长生教授团队经过长达近三年的研究,首次报道了一种基于凝胶微球的假性血友病抗凝策略,在实现血液净化体外循环局部、暂时、安全抗凝的同时规避抗凝剂的出血风险。相关论文近日发表于《Nature Biomedical Engineering》

高分子学院赵伟锋教授和赵长生教授为本文共同通讯作者,我校高分子学院原硕士研究生宋昕(现帝国理工博士生)、博士研究生纪海锋以及华西医院肾脏内科博士研究生李育霈为本文共同第一作者。我校高分子科学与工程学院、高分子材料工程国家重点实验室为该论文第一作者单位和通讯作者单位。该项工作由四川大学高分子科学与工程学院、高分子材料工程国家重点实验室、华西医院肾脏内科、灾后重建与管理学院、华西医院超声科、华西医院神经外科,中国医学科学院输血研究所,英属哥伦比亚大学血液研究中心,德国马克斯·普朗克研究所细胞生物物理学系共同合作完成。

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研究团队首先利用液-液相转移法和静电喷球法,制备出可以有效结合内源性凝血因子的凝胶微球(RAHM),并系统考察其生物相容性。研究结果显示,RAHM白蛋白吸附量低,不会诱导血小板激活、补体激活及接触激活,与血液接触后无溶血现象,组织细胞相容性良好。同时,RAHM具有优异的抗凝血性能,可显著抑制血浆中内源性凝血因子VIII、IX、XI、XII的活性,从而延长活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间、血浆复钙时间、全血凝血时间。进而,在体内验证假性血友病抗凝的安全性及有效性。利用3D打印技术制备了一种“抗凝器”壳体,并把RAHM填充在其中。然后以比格犬为模型,建立体外血液循环通路,在体外循环中血液先通过“抗凝器”达到“假性血友病”的状态,然后再通过血液透析器、灌流器等进行血液净化治疗,最后回输到体内。由于RAHM不会回到随着血液回到体内,从而从根本上规避了以往水溶性抗凝剂的出血风险。在血液净化治疗期间,比格犬的各项生化指标均处于正常范围,组织病理学检查显示RAHM对比格犬组织器官没有明显损害。

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系统性凝血测试表明,假性血友病策略可以在血液净化期间保持有效的抗凝,实现体外循环管路的通畅,并且在治疗结束2小时内迅速恢复止血功能。凝血因子活性在治疗期间被明显抑制在较低水平,而在治疗结束后也迅速回升。该抗凝策略在血液透析、血液灌流等多种体外血液净化治疗模式中得到验证,对于未来抗凝材料的设计、整个血液净化装置的微缩化、下一代滤器的创新、血液净化流程的简化以及佩戴式人工肾的研发均具有重要意义。

作者 jyg