创伤性出血是严重外伤后死亡的主要原因。全身血容量不足会引发机体一系列的应激反应,严重影响患者的愈后,甚至危及生命。所以及时止住出血是急救的第一要务。生物粘合剂是一种生物医学材料,可以广泛的用于止血、组织缝合、术中防止组织粘连和气体液体泄漏等方面。因为其良好的粘附性和生物相容性在组织工程器官修复领域展现出广阔的应用前景。水凝胶是类似于天然软组织和细胞外基质的亲水性的交联聚合网络,由于具有安全性高、透气性好、可降解等多种优势,成为理想的生物粘合剂的材料选择。但在持续血流的情况下,一般的水凝胶对湿润和可移动的组织表面粘附能力弱,机械强度不够,不能有效的粘附在伤口的表面控制出血。为了解决这一问题,我们利用共价网络和氢键的协同作用,设计出一种具有双层结构的双网络水凝胶。一方面,共价键赋予水凝胶基质层整体较高的力学强度,氢键则可以通过能量耗散改善基质层韧性;另一方面,在界面粘附处,氢键促进水凝胶与生物组织的快速贴合,共价作用则进一步提高水凝胶的粘附强度。以上两方面共同促进水凝胶对生物组织的强粘合以及自身的力学强度的提高,实现对伤口的快速粘附止血。水凝胶同样为药物输送应用提供了可扩展和可调控的平台。分子层面的自组装利用吸引力和排斥力的相互作用,使药物和其他活性分子可通过介导结合或共价整合而掺入材料,特别是双网络的水凝胶可以同时具备自组装和共价网络的有益特性,在药物的靶向递送方面有着广阔的发展前景。止血后伤口的愈合和受损的组织器官功能恢复同样重要。特别是当血管损伤时,早期过度的炎症反应会严重影响破损处的修复,修复不良时,血管内膜会出现增生,进而导致破口处的血管出现狭窄,影响血管的长期通畅。炎症反应的关键是NLRP3炎症小体的激活,早期抑制激活的过程可以控制炎症的发展,避免过度增生造成的血管堵塞。MCC950是一种高效的NLRP3炎症小体抑制剂,我们将其修饰在构建的双网络水凝胶基质层,将水凝胶作为载体在伤口处靶向释放小分子MCC950,从而达到控制早期炎症的发生发展,保证血管在止血粘附后的修复和保持长期通畅。方法:1、双网络水凝胶的制备和性能测试首先,我们以N-羟乙基丙烯酰胺（HEAA）、多聚-L-赖氨酸（PLL）、壳聚糖（CS）等为原料,制备出具有双网络结构的双层水凝胶贴片,扫描电镜（SEM）、红外光谱、热重分析（TGA）等技术对其进行表征,用力学拉伸仪测试其力学强度和与其他各种生物组织的粘附性能,CCK-8实验检测水凝胶对细胞的毒性,并在大鼠皮下植入,数周后取材进行HE染色,检测水凝胶贴片的生物相容性,为下一步的动物实验提供依据。2、大动物实验验证双网络水凝胶的粘附止血效果我们将制备好的双网络水凝胶贴片用于大动物器官损伤模型上来验证其粘附止血的效果。我们首先用手术刀分别划破比格犬和小香猪的肝脏,将水凝胶贴片贴在其正在出血的伤口部位,观察其是否可以瞬时粘附在器官进行止血。同时我们选择了具有强大血流冲击的动脉血管损伤模型,手术刀划破家犬和小香猪的股动脉,然后将凝胶贴片缠绕在破损处观察其对正在出血的动脉表面的粘附止血效果。3、负载MCC950的双网络水凝胶对股动脉损伤的止血修复效果止血后为了让伤口更好的得到修复,我们将小分子抑制剂MCC950加入到合成的水凝胶基质层以达到药物的靶向释放,从而抑制伤口早期过度的炎症反应。首先进行体外实验,先用CCK-8细胞活性实验测试了小分子药物MCC950的毒性,并做了药物标准浓度曲线和水凝胶药物释放曲线来确定药物释放量,然后同样利用小香猪的股动脉损伤模型,对伤口进行粘附止血。在2周后用多普勒超声检测血管通畅程度,并取材进行HE、Masson染色,与未加药物组进行对比,评价MCC950对血管损伤的修复效果。结果:1、我们成功的制备了具有双层结构的双网络水凝胶。SEM结果显示其内部存在均匀的共价网络结构,红外光谱和TGA结果证明了氢键的存在与共价键的合成,这为粘附时实现共价键和氢键的共同作用提供可能。力学拉伸实验和粘附实验证明我们构建的水凝胶网络可以提供足够的力学支撑,与生物组织的粘附性强,CCK-8细胞活性检测测试了水凝胶的毒性,大鼠皮下植入实验的HE切片染色显示水凝胶与生物组织的相容性较好,无明显的排斥反应发生。2、通过大量的大动物实验来验证构建的双网络水凝胶贴片是否可以成功用于组织器官的止血,在动脉损伤模型中,在有涂层的水凝胶贴片缠绕伤口稍加按压后,动脉出血停止,贴片粘附紧密未发生脱落;在肝脏损伤模型中,水凝胶同样可以粘附在出血的伤口表面并起到了止血的效果。3、体外CCK-8实验结果显示,一定浓度下的MCC950不具有细胞毒性,选择了合适的浓度将药物加入合成的双网络水凝胶基质层后测定其可以进行药物释放。动物实验与未加MCC950的水凝胶组进行对比,HE、Masson染色显示药物组的血管修复情况较好,炎症细胞浸润明显减少,多普勒超声显示药物组的血管通畅度好于未加药组。结论:负载MCC950的具有双层结构的双网络水凝胶贴片,在紧密粘附组织器官的创伤性出血伤口的同时,可以靶向的释放出抑制炎症反应的小分子MCC950,在达到急救止血的目的的同时,也有利于伤口的愈合和组织器官的功能恢复。