一年前，上海街頭發生惡性事件，兩名小學生的脖頸被刀砍傷。路人用毛巾堵住他們的傷口試圖止血，但毛巾很快被湧出的鮮血浸紅，最終沒能挽回他們年幼的生命。

大出血每年奪去190萬人的生命，快速有效的院前急救措施一直存在空白。浙江大學化學系範傑教授團隊近日發明了一件“緊急止血救生衣”：用沸石棉纖維複合物做成的T恤衫，外表與普通T恤沒有任何區别，但在關鍵時刻能止住噴流的動脈血，為搶救生命赢得時間。

論文A tightly-bonded and flexible mesoporous zeolite-cotton hybrid hemostat 4月29日發表在《自然通訊》雜志，論文第一作者為博士生餘麗莎。

範傑課題組

大動脈出血十分兇險。作為血液從心髒通往各個組織的交通要道，動脈内血液的流速可超過50厘米/秒。一旦發生破裂或損傷，血流噴射而出，短時間内血液大量流失。一個正常成年人，如果失血量超過1000cc，就有可能危及生命。

出血時，人體會自動啟動一套凝血機制，在血小闆和凝血因子的共同參與下，血液在傷口處漸漸形成血栓，堵住傷口。“人體的生化反應緩慢而溫和。”範傑說，這一速度決定了凝血機制的能力範圍：在靜脈或毛細血管出血時能夠奏效，但像動脈出血如此劇烈的情況，緩慢的凝血進程是微不足道的。此外，包紮、按壓等傳統急救手段也顯單薄，許多大出血患者在等待救援的過程中離開了人世。

現在，浙大教授讓這一暗淡的局面重現希望：一件棉T恤，或能救人性命。

棉纖維（直徑大約20微米）上附着着沸石顆粒（直徑3微米）

在電子顯微鏡下，看似普通的純棉T恤顯露了它與衆不同的樣貌：一根根棉纖維上附着有許多小圓球，直徑在5微米左右。“這些‘圓球’是沸石顆粒，它們和棉纖維共同形成的複合材料，能夠快速止住血流。”範傑說。

沸石用來止血早已有之。

上世紀80年代末，美國的FrankHursey博士刮胡子時不小心刮傷了臉，血流不止。那時，他手邊恰好有一些看起來像沙子的沸石，他抓起一把就往臉上抹，血很快就止住了。Hursey博士受到啟發，開發了一種沸石緊急止血劑并申請了專利。2003年起，裝着沸石顆粒的“止血包”已成為美國部隊随身标配。但，這還遠不是完美的止血劑。一個比較嚴重的問題是，沸石吸水會産生大量的熱，熱量會導緻傷口溫度上升，造成灼傷，影響傷口愈合。

範傑對沸石進行了全面的升級和改造，實現了兩項關鍵突破：一是弄清沸石能迅速止血的分子機制，過去認為沸石的多孔結構讓其吸水性能特别好，但範傑發現這不是關鍵因素；二是将沸石材料成功地“長”到棉纖維上，讓生産緊急止血毛巾或救生衣成為可能。

凝血過程圖，沸石具有促進凝血的功能

沸石結構圖

2015年，範傑課題組在《納米研究》雜志發表文章，在國際上首次揭示了沸石凝血作用的分子機制：沸石止血不是簡單的物理吸附現象，而是發生了化學反應。課題組制備了一種Ca-沸石材料，“我們發現，沸石表面會被血漿蛋白包裹，鈣離子能從血液中捕獲并活化凝血酶，使其持續工作。”範傑說，得益于此，沸石凝血進程可以從120秒縮短至12秒，具有緊急止血的能力。

随後的幾年，科學家重點研究了怎樣讓這種性能優良的材料長到棉纖維上，他們成功了。沸石晶體緊緊地“抓”住棉纖維表面，不受水洗水沖的影響，即便用超聲波也“振”不下來。

“3mm這麼細的血管，破裂之後血就像噴泉一樣湧出來。”餘麗莎第一次做動物實驗，是兔子的股動脈止血實驗。她用課題組制備的沸石止血紗布按壓半分鐘後，血完全止住了。

美國作戰裝備和救護車急救器械中也有“作戰紗布”，那是一種用粘土（高嶺土）浸漬的紗布，自2007年問世以來已經應用了将近12年。在實驗室的鏡頭下，課題組做了一組止血紗布大PK，“比武台”選擇了挑戰更大的豬頸動脈，急速流淌的鮮血讓傷口瞬間成為一個血槽（實驗用豬重40公斤）：

實驗人員将紗布一塊接着一塊塞入出血口，再進行按壓。使用美軍戰鬥紗布的傷口在按壓10分鐘後，仍然流血不止；而使用沸石-棉纖維複合紗布的傷口，按壓5分鐘後就已經成功止血，創面不再有鮮血流出。外科醫生縫合皮膚創口後兩小時觀察，頸動脈血流正常。

美軍戰鬥紗布止血10分鐘後止血失敗

沸石止血紗布5分鐘後成功止血

“據我們所知，這是第一個原位微載技術的方法合成的材料，将介孔沸石CHA（mCHA）生長到棉纖維表面，并使得棉纖維與沸石通過化學鍵緊密結合。”範傑說，棉纖維本身吸水性好，成本低，可通過編制成适用于不同傷口形狀的止血織物，是一種理想的沸石載體。

“即使赤手空拳，也能進行救援。”範傑認為這是院前急救能否成功的關鍵。很多大出血都發生在非常突然、意外的情況下，這時人們身邊往往沒有準備額外的止血工具和材料。在科學家看來，“把沸石‘穿’在身上才是最保險的，才能使随時随地的救援成為可能。”

在非洲，青少年的第一死因是交通意外，由于應急的醫療救治和醫療水平低，許多孩子因為失血過多而離開了人世。“我們希望他們能用上我們的緊急止血救生衣。緊急止血救生衣有望保護他們避免危及生命的傷害，”範傑說，“沸石的成本很低，做到衣服上，也非常便宜。”

據介紹，緊急止血救生衣将于今年8月問世。也有人認為，還可以用同樣的方法制造止血毛巾等多種止血産品，成為戶外運動、極限運動、賽車等特殊項目愛好者的裝備，也可以作為汽車急救裝備，在各種交通意外發生時發揮作用。

内容來源：求是風采微信公衆号《黑科技 | 每年奪去190萬生命的大出血，人類不再無能為力》

文字記者：周炜

圖片來源于課題組

本文編輯：浙江大學微訊社 李夢潔

責任編輯：周亦穎丨金劍芳

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