
韓國科學技術院(KAIST)研究團隊近日宣布,成功開發出一種新型噴灑式粉末止血材料,只需將其噴灑在創口上,約一秒內即可形成牢固水凝膠屏障,幾乎瞬間封堵嚴重出血傷口,被認為有望顯著提高戰場和各類突發事故中的搶救成功率。 研究團隊中包括一名現役陸軍少校,這項背景也使這項技術從設計初期就緊扣實戰需求。
目前,失血性休克仍是戰傷死亡的首要原因,如何在極短時間內、在極端環境下快速止血,是軍隊戰場救護和民用急救共同面對的難題。 KAIST材料科學與工程係史蒂夫·樸(Steve Park)教授與生物科學系全相榮(Sangyong Jon)教授聯合帶領的研究團隊,研製出下一代粉末型止血材料,在直接噴灑於傷口後,能在一秒左右快速凝膠化,生成高強度保護層,有望成為戰地和災害現場“隨身攜帶”的生命防線。
相較於臨床上常用的貼片型止血材料,這種粉末型製劑在適應複雜傷口形態方面具備明顯優勢。 傳統止血貼因自身平面結構,難以緊密貼合深部或不規則創口,同時對高溫和潮濕環境較為敏感,限制了其在戰場、災區等惡劣場景中的使用和儲存。 新開發的粉末則可覆蓋不同深度、形狀各異的傷口,一種配方即可應付多種損傷類型,大幅提升前線急救的彈性。
此次研發的「AGCL粉末」透過精心設計的離子凝膠機制,實現了超高速止血。 它由多種天然高分子材料構成:藻酸鹽和潔蘭膠可與血液中的鈣離子快速反應,形成具備物理封堵功能的水凝膠網絡;殼聚醣則與血液成分結合,增強化學及生物止血效果。 粉末在接觸含鈣血液後,會在一秒鐘內完成由粉末到三維凝膠結構的轉變,將傷口“封死”,從源頭阻斷失血。
研究團隊透過內部結構設計,使AGCL粉末得以吸收相當於自身重量7倍以上(約725%)的血液,在高壓、大出血情形下仍能有效阻斷血流。 實驗顯示,該材料形成的水凝膠屏障具有超過40千帕的黏附強度,能夠承受相當於用力按壓的壓力,密封性能明顯優於現有商業止血產品。
在安全性方面,AGCL粉末由完全天然來源材料組成,對血液細胞和組織表現出良好相容性。 實驗數據顯示,其溶血率低於3%,細胞存活率超過99%,並具備高達99.9%的抗菌效果。 動物實驗中,使用該材料處理傷口後,觀察到創面癒合加速、血管與膠原再生得到明顯促進,顯示出有利於組織再生的潛在優勢。
在更接近臨床情境的肝臟外科損傷模型實驗中,AGCL粉末在減少失血量和縮短止血時間方面都顯著優於市售止血材料。 手術兩週後,動物肝功能指標基本上恢復到正常水平,全身毒性評估未發現異常反應,進一步印證了該材料在內科手術與外傷救治中的應用前景。
值得注意的是,該粉末在室溫和高濕度環境下仍能穩定保存至少兩年,性能保持良好。 此特性使其特別適合軍營、戰區前線、災害現場及醫療資源匱乏地區長期儲備與快速部署,為急救體系提供更可靠的物資保障。
儘管這項技術最初以國防需求為導向開發,但研究團隊認為,其潛在應用遠不限於軍用止血。 從重大天災救援到發展中國家的基層醫療,再到日常急救與手術場景,噴灑式粉末止血劑都有望發揮作用,被視為國防科技向民用醫療成功「溢出」的典型案例之一。 相關成果也被評為從「戰場科技」向社會公共健康領域拓展的代表性範例。
該研究已發表於期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials),論文題為《用於超快速止血與加速創面癒合的離子凝膠粉末》(An Ionic Gelation Powder for Ultrafast Hemostasis and Accelerated Wound Healing)。 該計畫獲得韓國國家研究財團(NRF)等機構資助,並在2024年KAIST-KNDU國防學術會議上獲得韓國國防部長獎,同時斬獲2025年KAIST“Q-Day”校長獎,以其科學創新性與國防實用價值雙重屬性受到認可。
參與研究的博士生樸奎順(Kyusoon Park)同時也是現役陸軍少校,他表示,現代戰爭的核心之一是在最大程度上減少人員傷亡。 「正是懷著『哪怕多挽救一名戰友生命』的使命感,我才投身這項研究。」他希望,這項技術未來不僅能在戰場上挽救軍人生命,同樣也能在民用醫療體系中發揮作用,成為守護更多生命的關鍵工具。