香港理工大學教授王鉆開帶領的研究團隊開發出一種耐酸水凝膠，命名為超穩定仿生黏液水凝膠（UMIH）。該凝膠在動物實驗中顯著改善了胃腸道創面愈合效果，且優于已獲批臨床應用的胃黏膜保護劑。相關研究9月4日發表于《細胞報告物理科學》。
水凝膠（如明膠這類可吸收并鎖住水分的材料）能輔助傷口愈合并實現藥物緩釋，但通常會在胃部的強酸環境中被降解，此次研究團隊開發的耐酸水凝膠受胃黏液特性啟發，有望用于治療胃食管反流、胃潰瘍及術后創面保護，并可與內鏡遞送相結合，實現微創治療。在大鼠和豬的模型中，它不僅能牢固黏附，還能讓傷口更快、更好地愈合。
與其他水凝膠一樣，UMIH 由可吸收水分并形成強韌果凍狀質地的聚合物網絡構成。為使其具備耐酸能力，研究者在UMIH結構中引入了3種關鍵分子組分：ELR-IK24蛋白——在酸性環境中可結合氫離子，降低局部酸度；單寧酸——增強水凝膠與組織的黏附力；HDI分子——在酸性條件下穩定水凝膠的整體結構。
“UMIH是胃腸道修復生物材料領域的一項重大進步。其強黏附性、耐久性以及可規模化的制備工藝，使其具備廣闊的臨床轉化前景。”王鉆開表示。
在pH 2的酸性環境下進行的實驗室測試中，UMIH的黏附力是臨床獲批的胃黏膜保護劑兼抗酸劑——磷酸鋁凝膠（APG）的15倍；APG在3天后完全降解，而UMIH在相同酸性條件下7天后仍能保持其結構完整性的50%。體外胃腸道細胞實驗未觀察到UMIH的任何毒性反應；同時，它對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長具有抑制作用，顯示出良好的抗菌潛力。
在酸性環境中，UMIH的黏附強度達到臨床獲批材料的15倍它能穩定存在7天，并表現出優異的生物相容性和顯著的組織修復能力。在食管損傷的豬和大鼠模型中，UMIH緊緊黏附于創面，其治療效果優于未處理對照組及APG治療組。UMIH處理組的組織損傷更輕、炎癥反應更小，并促進了新生血管生成，這對創面愈合至關重要。
盡管仍需通過臨床試驗來驗證UMIH在人體中的安全性與有效性，研究人員認為其商業化前景良好。這是一種既可以走進手術室，也可以走上生產線的材料。UMIH成本低、易于規模化生產，且所用組分均已有明確的安全記錄。未來，研究團隊計劃將其與藥物釋放系統及可植入柔性電子器件整合，打造能夠實時治療并監測病情的智能胃腸裝置。
示意圖。圖片來自研究者
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http://doi.org/10.1016/j.xcrp.2025.102772