血凝块收缩发生于止血与失血性休克期以促进撕裂伤闭合

《Biomaterials》：Contraction of blood clots occurs during hemostasis and hemorrhagic shock to promote closure of lacerations

　　

出血是人类死亡的主要原因，全球每年约导致两百万人死亡。血凝块收缩是一种强有力的过程，发生于血管内以减少病理性血栓的体积。然而，血凝块收缩是否有助于止血尚不清楚。本文表明，撕裂伤口内的血凝块会发生收缩，其产生的收缩力可使伤口尺寸减少高达80%。通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现，在猪的穿透性损伤后，血凝块发生收缩。在两种猪的失血性休克模型中，收缩持续发生，体外（ex vivo）血凝块体积变为其初始体积的20-40%（即收缩60-80%），收缩速率维持在约每分钟收缩血凝块体积的1.5%。在两种撕裂伤模型中，一种使用合成凝胶，另一种使用体外（ex vivo）撕裂的猪肝，血凝块收缩以血小板依赖的方式减小了伤口尺寸，产生的力高达约0.5 N。血小板计数增加十倍可使伤口闭合增加约22%。一个基于力学的计算模型，将血凝块表示为由纤维蛋白（fibrin）纤维和血小板马达组成的可调生物材料，重现并证实了此现象。因此，血小板驱动的血凝块收缩是对严重损伤的止血反应的重要组成部分，并且收缩是一个可调控的过程，可能有助于改进用于止血的生物材料。

论文主体部分内容解读

一、研究背景、问题与目的

严重出血是人类死亡的主要原因，在北美每年导致约10万例死亡，全球范围内则约为两百万例。止血过程中，血小板、纤维蛋白（fibrin）与红细胞在损伤部位聚集。在血管内的血栓形成过程中，血小板同样会粘附、聚集并对纤维蛋白纤维施加收缩力，导致血凝块收缩，体积净减少。既往研究已明确，在病理性血栓形成中，血凝块收缩可通过减小血栓体积、增强其硬度来发挥有益作用，例如降低血流阻塞风险、抵抗血流剪切应力并防止栓塞。然而，在创伤性损伤的止血背景下，血凝块收缩是否对伤口闭合、组织几何形状与完整性的恢复起到促进作用，此前尚未在实验中得到证实。因此，本研究旨在探究在创伤性损伤及失血性休克过程中，血凝块收缩是否发生，并阐明其在伤口闭合中的力学机制，以期深入了解严重出血的病理生理学并为改进止血策略提供见解。

二、主要研究方法概述

本研究综合运用了体内、体外、离体（ex vivo）及计算机模拟模型。研究使用猪作为实验动物，在麻醉状态下对肝脏、脾脏及皮肤制造撕裂伤，收集组织样本后，利用扫描电子显微镜（SEM）观察血凝块形态，特别是红细胞变形形成的多面体细胞（polyhedrocytes），作为收缩发生的形态学标志。此外，从猪体内采集血液，在实验期间不同时间点制作体外血凝块，以评估在失血性休克条件下血凝块的收缩动力学。为量化收缩对伤口闭合的直接作用，研究人员建立了两种模型：一种是使用合成水凝胶模拟撕裂组织，另一种是使用离体的猪肝脏制造撕裂伤。在这些模型中，通过改变血小板计数，测量了由血凝块收缩产生的单轴力及其对伤口尺寸的影响。最后，构建了一个基于力学的计算模型，将血凝块抽象为由纤维蛋白网络和血小板马达单元组成的可调生物材料，用于模拟和预测收缩动态。

三、研究结果

1. 扫描电子显微镜（SEM）对猪肝脏、脾脏和皮肤撕裂伤中血凝块的成像以评估收缩

通过对猪的肝脏、脾脏和皮肤撕裂伤组织进行扫描电镜分析，研究人员在血凝块中观察到了多面体形状的红细胞，即多面体细胞（polyhedrocytes）。这种形态变化是红细胞在血小板产生的压缩力作用下发生形变的结果，是血凝块收缩的明确形态学标志。该结果表明，在体内（in vivo）的创伤性伤口中，确实发生了血凝块收缩。

2. 血凝块收缩发生在猪的创伤性伤口中

（此小标题下内容主要为对电镜观察结果的总结与重申，具体结论已包含在第一点中。该部分强调了在猪的多种器官撕裂伤中均观察到了收缩的证据。）

3. 讨论

本研究聚焦于止血背景下的血凝块收缩。研究证明，在止血过程中，伤口内的血凝块会主动发生收缩，这由多面体细胞的存在所证实。在失血性休克模型中，体外血凝块表现出持续的收缩，体积最终缩减至初始体积的20-40%，收缩速率约为每分钟1.5%。在模拟撕裂伤的模型中，研究人员证实血凝块收缩能够以血小板依赖的方式减小伤口尺寸，产生的收缩力高达约0.5 N。通过调整模型中的血小板浓度，发现血小板计数增加十倍可使伤口闭合增加约22%，这表明收缩过程是可调的。基于力学的计算模型成功复现了这些观察到的现象，将血凝块描述为由纤维蛋白纤维和血小板马达组成的可调生物材料，进一步支持了实验结果。

四、研究结论

研究人员在讨论部分总结道，血小板驱动的血凝块收缩是对严重损伤的止血反应的一个重要组成部分。收缩是一个可调的过程，可能对改进用于止血的生物材料有重要价值。该研究将血凝块收缩确立为一种先前未被认识的、有助于创伤止血期间伤口闭合的机制，这改变了对血凝块在止血中作用的理解。