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Tissue adhesive hemostatic microneedle arrays for rapid hemorrhage treatment

Bioactive Materials 2023年第5期23卷 314-327页

作者： Reihaneh Haghniaz Han-Jun Kim Hossein Montazerian Avijit Baidya maryam tavafoghi Yi Chen Yangzhi Zhu Solmaz Karamikamkar Amir Sheikhi Ali Khademhosseini Department of Bioengineering University of CaliforniaLos Angeles410 Westwood PlazaLos AngelesCA90095United States California NanoSystems Institute University of CaliforniaLos Angeles570 Westwood PlazaLos AngelesCA90095United States Terasaki Institute for Biomedical Innovation 11570 W Olympic BoulevardLos AngelesCA90024United States Department of Chemical Engineering The Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPA16802United States Department of Biomedical Engineering The Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPA16802United States

Blood loss by hemorrhaging wounds accounts for over one-third of~5 million trauma fatalities worldwide every year.If not controlled in a timely manner,exsanguination can take lives within a few minutes.Developing new biomaterials that are easy to use by non-expert patients and promote rapid blood coagulation is an unmet medical need.Here,biocompatible,and biodegradable microneedle arrays(MNAs)based on gelatin methacryloyl(GelMA)biomaterial hybridized with silicate nanoplatelets(SNs)are developed for hemorrhage control.The SNs render the MNAs hemostatic,while the needle-shaped structure increases the contact area with blood,synergistically accelerating the clotting time from 11.5 min to 1.3 min in vitro.The engineered MNAs reduce bleeding by~92%compared with the untreated injury group in a rat liver bleeding model.SN-containing MNAs outperform the hemostatic effect of needle-free patches and a commercial hemostat in vivo via combining micro-and nanoengineered features.Furthermore,the tissue adhesive properties and mechanical interlocking support the suitability of MNAs for wound closure applications.These hemostatic MNAs may enable rapid hemorrhage control,particularly for patients in developing countries or remote areas with limited or no immediate access to hospitals.

关键词： Hemostat Microneedles Hemorrhage Bleeding Gelatin methacryloyl Silicate nanoplatelets

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