Нановолокнистые гемостатические материалы: проектирование структуры, методы изготовления и механизмы гемостаза

Разработка быстродействующих и эффективных гемостатических материалов всегда была одним из основных направлений исследований в здравоохранении. Нановолокнистые материалы воспроизводят особенности тонкого нанорельефа фибриновых волокон, образующихся в процессе естественного гемостаза, характеризуются высоким отношением длины к диаметру, большой площадью поверхности, регулируемой пористой структурой и возможностью точного управления архитектурой, что определяет их значительный потенциал для остановки кровотечения. В настоящем обзоре представлены современные достижения в области нановолокнистых гемостатических материалов по трём основным направлениям: проектирование структуры, методы изготовления и механизмы гемостаза. Сначала рассмотрены физиологические механизмы гемостаза и существующие коммерческие гемостатические средства. Затем проанализирован прогресс в разработке получаемых методом электроформования нановолокнистых гемостатических материалов, включая управление составом и структурой, модификацию поверхности и осаждение непосредственно в области применения. Особое внимание уделено разработке трёхмерных (3D) нановолокнистых материалов, получаемых методом электроформования, и их дальнейшему развитию для повышения гемостатической эффективности. Далее обсуждаются методы изготовления нановолокон из самоорганизующихся пептидов и пептидов, имитирующих белки, совместно собирающихся супрамолекулярных нановолокон, а также других нановолокнистых гемостатических средств. Кроме того, рассмотрены наружная и внутриполостная остановка кровотечения с использованием различных нановолокнистых агрегатов. В заключение освещены современные проблемы и перспективные направления развития нановолокнистых гемостатических материалов.

Значимость: В статье обобщены современные достижения в области нановолокнистых гемостатических материалов, включая методы изготовления, управление составом и структурой, повышение эксплуатационных характеристик и механизмы гемостаза. Для получения нановолокнистых материалов разработаны различные методы, в том числе электроформование, самоорганизация, измельчение и очистка, синтез с использованием шаблонов и химическое осаждение из газовой фазы. Эти методы обеспечивают точное управление архитектурой нановолокон и позволяют создавать гидрогели, двумерные (2D) мембраны, трёхмерные (3D) губки и композиты, обладающие перспективами применения для наружной и внутриполостной остановки кровотечения, а также заживления ран. Обзор представляет интерес для широкого круга специалистов, занимающихся гемостатическими материалами и многофункциональными биоматериалами.