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超穩(wěn)定黏液水凝膠可大幅提升胃腸道傷口愈合
作者：刁雯蕙  來源：中國科學報
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傳統(tǒng)水凝膠是一種能吸收并鎖住水分的材料，常用于促進傷口愈合及延長藥物釋放，但其在胃部等強酸性環(huán)境中容易分解，限制了臨床應(yīng)用。
香港理工大學（簡稱“港理工”）的科研團隊與四川大學團隊等合作者受到胃黏液天然特性啟發(fā)，研制出超穩(wěn)定黏液水凝膠（UMIH），其黏附力優(yōu)于傳統(tǒng)胃黏膜保護劑，在胃腸道傷口愈合及靶向藥物治療等方面展現(xiàn)出了巨大潛力。相關(guān)成果發(fā)表于《細胞報告·物理科學》。
領(lǐng)導該項研究的港理工研究生院院長、仿生科學與工程研究中心主任王鉆開表示：“UMIH在治療胃酸倒流、胃潰瘍與術(shù)后傷口保護方面，展現(xiàn)出了良好前景，并可結(jié)合內(nèi)窺鏡輸藥，進行微創(chuàng)治療。該研究確立了UMIH成為變革性的極端耐酸平臺，不僅可以直接應(yīng)用于胃腸道修復(fù)及靶向藥物輸送，更為新世代植入式裝置的發(fā)展創(chuàng)造了條件，加速科研成果向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化�！�
長久以來，臨床上常使用的黏膜保護劑及抗酸劑是磷酸鋁凝膠（APG），用以治療胃潰瘍和胃酸倒流。該研究表明，在模擬胃部的強酸性環(huán)境下，UMIH的濕黏附能力達64.7千帕，比APG還要高出15倍；APG經(jīng)過三天后即完全降解，而UMIH在七天后仍能維持50%的結(jié)構(gòu)完整度。此外，UMIH在實驗室培養(yǎng)的胃腸道細胞中，并未發(fā)現(xiàn)任何毒性問題，還能抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長，顯示出其抗菌潛力。
和一般水凝膠一樣，UMIH由多種聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成，這些聚合物能吸收水分，形成強韌的膠狀稠度。不同的是，為增強其耐酸能力，研究團隊在UMIH的結(jié)構(gòu)中，加入了三種具關(guān)鍵作用的分子成分：能在酸性環(huán)境下結(jié)合氫離子，以降低局部酸度的蛋白質(zhì)ELR-IK24；增強水凝膠黏附力的單寧酸；以及可在酸性環(huán)境下，穩(wěn)定水凝膠結(jié)構(gòu)的分子HDI。
論文共同第一作者、港理工機械工程學系副研究員周楊洋表示：“由三種關(guān)鍵分子成分組成的多重互聯(lián)結(jié)構(gòu)，使UMIH在強酸環(huán)境下保持完整，同時具備柔軟且便于注射，適合臨床應(yīng)用�！�
論文共同第一作者、港理工機械工程學系博士后研究生楊瀟博士表示：“團隊已在豬和老鼠的食道損傷模型進行測試，相比對照組和接受APG治療的動物，UMIH能穩(wěn)固黏附在傷口表面，并改善傷口愈合。研究顯示，UMIH可減少組織損傷、緩解炎癥、促進新血管生長，這些都是傷口愈合的關(guān)鍵因素。”
研究人員指出，UMIH在人體中的安全性與療效尚待臨床試驗驗證，但已展現(xiàn)出良好的商業(yè)潛力。這種物料成本低廉、易于大量生產(chǎn)，并且由已確認安全的成分組成，可應(yīng)用于手術(shù)室及生產(chǎn)線上。未來，研究團隊將UMIH與輸藥系統(tǒng)及可植入柔性電子裝置結(jié)合，開發(fā)具備即時治療及監(jiān)測功能的智能胃腸道裝置。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102772
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