12秒止血,高效灭活病毒!他让小小的沸石,变得如此神奇

大健康

钱江晚报·小时新闻 记者 何黎

上世纪80年代末,美国的Frank Hursey博士刮胡子时不小心刮伤了脸,血流不止。当时他手边恰好有一些看起来像沙子的沸石,急忙抓起一把就往脸上抹,没想到,血很快就止住了。

Hursey博士受到启发,开发了一种沸石紧急止血剂并申请了专利。2003年起,装着沸石颗粒的“止血包”成为美国部队随身标配。然而一个比较严重的问题是,沸石吸水会产生大量的热,热量会导致伤口温度上升,造成灼伤,影响伤口愈合。

而今杭州沸创新材料技术有限公司创始人、首席科学家、浙江大学化学系教授范杰团队,在国际上首次揭示了沸石凝血作用的分子机制,并将沸石凝血进程从120秒缩短至12秒,具有紧急止血的能力。

衣服上、口罩中添加某种高科技的新材料,就可快速止血、灭活病毒。这种种神奇,正在转化成现实。

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范杰教授与科研团队在实验室

随时随地都能瞬间止血

沸石,其实是一种矿石,因为在灼烧时会产生沸腾现象,得名“沸石”。“过去认为沸石的多孔结构让其吸水性能特别好,但这不是关键因素。”范杰说,“我们发现,沸石表面会被血浆蛋白包裹,钙离子能从血液中捕获并活化凝血酶,使其持续工作。”

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经过不懈的努力,范杰团队攻克了沸石止血技术的国际性难题。他们不仅解决了沸石止血过程的放热灼伤问题,还成功将无机矿物沸石与有机纤维复合在一起,让沸石对于中度甚至重度大出血有了更好的止血效果。一块毛巾、一件T恤,在我们眼里再普通不过的日常物件,如今都有可能成为在危机时刻拯救生命的“神器”。“沸石晶体能紧紧地‘抓’住棉纤维表面,不受水洗水冲的影响,即便用超声波也‘振’不下来。”范杰说。

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由他们研发的“紧急止血救生衣”,外表与普通T恤没有任何区别,但在电子显微镜下,其奇妙之处尽显:一根根棉纤维上附着有许多小圆球,直径在5微米左右。“这些‘圆球’是沸石颗粒,它们和棉纤维共同形成的复合材料,能在关键时刻止住喷流的动脉血,为抢救生命赢得时间。”范杰说。

据介绍,现在很多大出血,发生得非常突然,这时人们往往身边没有准备额外的止血工具和材料。“把沸石‘穿’在身上,让随时随地的救援成为可能。”

用同样的方法,可以制造止血毛巾、止血敷贴等多种产品,可以成为户外运动、极限运动、赛车等特殊人群的装备,也可以作为汽车急救装备,在各种交通意外发生时发挥作用。在不久的将来,沸石止血用品很有可能将成为千家万户的药箱必备。

在灭活病毒口罩上大展身手

同样是小小的沸石,还在灭活病毒的口罩上大展身手。“我们将铜基沸石纱布加入到口罩中,使口罩具备快速且高效灭活病毒的功能,既能有效截留病毒,也能灭活截留在口罩上的病毒,从而有效阻断了病毒的传播,大大降低了人类感染病毒的风险。”范杰教授说。

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经浙江大学传染病诊治国家重点实验室(生物安全三级实验室)测试,使用该纱布生产出的防护口罩,1分钟内病毒灭活效率大于99%,大大领先于近期英国诺丁汉特伦特大学科学家研制的“7小时内杀死90%以上的流感等病毒”的“抗病毒口罩”。而目前市面上的口罩,不管是常规医用口罩还是KN95口罩大部分只是物理阻隔病毒而不能灭活病毒,科学家已经证实被阻隔截留在口罩上的病毒最长可存活7天,这些被截留在口罩上的病毒有可能再次成为感染源。

沸石纱布上的沸石其晶体尺寸只有100-200纳米,大大增加了其和病毒的接触面积,便于沸石骨架锁定的“铜离子”精准进攻病毒蛋白分子并破坏其结构和生物功能,从而实现快速灭活。在高分辨的电子显微镜下可以清晰地看见一根根普通的棉纤维上,均匀分布半球形的纳米沸石颗粒。这些牢牢结合在棉纤维上的颗粒,正是快速杀死新冠病毒的顶级杀手。

这款神奇的口罩,从外观看与普通的KN95口罩差别不大。“新口罩相当于在普通KN95口罩基础上,添加了两层‘特殊'的铜基沸石纱布层,最外层纱布,能高效灭活阻隔在口罩表面的病毒菌,而次内层则对阻隔在过滤层的或患者呼出的病毒进行高效快速地灭杀。”范杰对此十分自信。



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