理大突破性研發「超穩定黏液水凝膠」 大幅提升胃腸道傷口癒合成效

香港理工大學（理大）研發出耐酸性「超穩定黏液水凝膠」（UMIH），在胃腸道醫療領域取得突破。傳統水凝膠是一種類似明膠的物料，可吸收並鎖住水分，常用於促進傷口癒合及延長藥物釋放，但在胃等強酸性環境中易分解，限制其在臨床應用。理大科研團隊受胃黏液天然特性啟發研製的 UMIH，黏附力較傳統胃黏膜保護劑高15倍，在胃腸道傷口癒合及標靶藥物治療等方面均展現巨大潛力，具備大規模商業化應用前景。

此項研究由理大研究團隊聯同四川大學研究人員及臨床醫生團隊共同開展。研究顯示，UMIH能大幅改善動物胃腸道傷口的癒合，其效果更勝已獲臨床認可、用於保護胃黏膜的黏膜保護劑。該研究題為「受黏液啟發的水凝膠，在極端酸性環境下具備由質子化形成的黏附力」，已刊載於《細胞報告：物理科學》（Cell Reports Physical Science）期刊。

領導此研究的理大協理副校長（研究）、研究生院院長、郭氏集團仿生工程教授及機械工程學系講座教授、仿生科學與工程研究中心主任王鑽開教授表示：「UMIH在治療胃酸倒流、胃潰瘍與術後傷口保護方面，展現良好前景，並可結合內視鏡輸藥，進行微創治療。此項研究確立了UMIH成為變革性的極端耐酸平台，不僅可以直接應用於胃腸道修復及標靶藥物輸送，更為新世代植入式裝置的發展創造了條件，加速科研成果向臨床應用轉化。」

王教授闡釋，長久以來，治療胃潰瘍和胃酸倒流，常用上「磷酸鋁凝膠（APG）」這種經臨床認可的黏膜保護劑及抗酸劑。實驗數據顯示，在模擬胃部的強酸性環境（pH 2）下，UMIH的濕黏附能力達64.7千帕（kPa），比APG還要高出15倍；APG經過三天後即完全降解，而UMIH在七天後仍能維持50%的結構完整度。此外，UMIH在實驗室培養的胃腸道細胞中，並未發現任何毒性問題；它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。

如同一般水凝膠，UMIH由多種聚合物網狀結構組成，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的結構中，加入了三種具關鍵作用的分子成分：能在酸性環境下結合氫離子，以降低局部酸度的蛋白質ELR-IK24；增強水凝膠黏附力的單寧酸；以及可在酸性環境下，穩定水凝膠結構的分子HDI。

研究團隊成員之一、理大機械工程學系副研究員周楊洋女士表示：「由三種關鍵分子成分組成的多重互聯結構，使UMIH在強酸環境下保持完整，同時具備柔軟且便於注射，非常適合臨床應用。」

另一成員、理大機械工程學系博士後研究生楊瀟博士表示：「團隊已於豬與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能穩固黏附在傷口表面，並改善傷口癒合。研究顯示，UMIH可減少組織損傷、緩解炎症、促進新血管生長，這些都是傷口癒合的關鍵因素。 」

UMIH在人體中的安全性與療效尚待臨床試驗驗證，但已展現出良好的商業潛力。這物料成本低廉、易於大量生產，並且由已確認安全的成分組成，可隨時應用於手術室及生產線上。展望未來，研究團隊計劃將UMIH與輸藥系統及可植入柔性電子裝置結合，開發具備即時治療及監測功能的智能腸胃道裝置。

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