抗酸及黏附性能优异的超稳定黏液水凝胶 有助胃部伤口愈合
水凝胶是一种类似明胶的物料，能够吸收并锁住水分，用于帮助伤口愈合及推迟药物释放。然而，此物料常在胃部等酸性环境中分解。香港理工大学（理大）研究人员受胃黏液的天然特性启发，研发出名为「超稳定黏液水凝胶」（UMIH）的耐酸性水凝胶，为生物医学应用建立极具应用潜力的平台。
理大协理副校长（研究及创新）、研究生院院长、郭氏集团仿生工程教授及机械工程学系讲座教授王钻开教授，联同四川大学研究人员及临床医生团队公布此项突破性发现。研究显示，UMIH能大幅改善动物胃肠道伤口的愈合，其效果更胜已获临床认可、用于保护胃黏膜的黏膜保护剂。该研究以「受黏液启发的水凝胶，在极端酸性环境下具备由质子化形成的黏附力」（Mucus-inspired hydrogels with protonation-driven adhesion for extreme acidic conditions）为题，已刊载于《细胞报告：物理科学》（Cell Reports Physical Science）期刊。
王钻开教授表示：「我们的研究确立了UMIH，成为变革性的极端耐酸平台，可以直接应用于胃肠道修复及标靶药物输送，同时亦为新世代植入式装置的发展创造了条件。」值得注意的是，UMIH展现了卓越的湿黏附强度（pH 2时为64.7 kPa），是磷酸铝凝胶的15倍，还能保持结构完整逾7天。
UMIH在治疗胃酸倒流、胃溃疡与术后伤口保护方面，展现良好前景，并可结合内视镜输药，进行微创治疗。在老鼠与猪的模型中，UMIH均表现出强大的黏附力，并显著地促进伤口愈合。
如同其他水凝胶，UMIH由多种聚合物网状结构组成，这些聚合物能吸收水分，形成强韧的胶状稠度。为增强其耐酸能力，研究团队在UMIH的结构中，加入了三种具关键作用的分子成分：能在酸性环境下结合氢离子，以降低局部酸度的蛋白质ELR-IK24；增强水凝胶黏附力的单宁酸；以及可在酸性环境下，稳定水凝胶结构的分子HDI。
该研究的共同作者，理大机械工程学系副研究员周杨洋女士表示：「我们的水凝胶由三种不可或缺的分子成分组成，这种多重互联结构使UMIH在强酸环境下保持完整，同时具备柔软且便于注射适合临床应用。」
磷酸铝凝胶（APG）是经临床认可的黏膜保护剂及抗酸剂，用于治疗胃溃疡和胃酸倒流。在酸性环境（pH2）下的实验室测试中，UMIH的黏附能力比APG还要高出15倍。APG在酸性环境下经过3天后会完全降解，而UMIH在7天后仍能维持50%的结构完整度。UMIH在实验室培养的胃肠道细胞中，并未发现任何毒性问题。此外，UMIH还能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长，显示出其抗菌潜力。
该研究的共同作者，理大机械工程学系博士后研究生杨潇博士表示：「在酸性环境下，UMIH的黏附强度比临床批准的材料高出15倍。它能稳定维持7天，并展现出优异的生物兼容性及显著的组织修复能力。」
在猪与老鼠食道损伤模型中，相比对照组和接受APG治疗的动物，UMIH能稳固黏附在伤口表面，并改善伤口愈合。研究显示，UMIH可减少组织损伤、缓解炎症、促进新血管生长，这些都是伤口愈合的关键因素。
UMIH在人体中的安全性与疗效尚待临床试验验证，但其已展现出良好的商业潜力。这物料成本低廉、易于大量生产，并且由已确认安全的成分组成，可随时应用于手术室及生产在线。展望未来，研究团队计划将UMIH与输药系统及可植入柔性电子装置结合，开发具备实时治疗及监测功能的智能肠胃道装置。
理大协理副校长（研究及创新）、研究生院院长、郭氏集团仿生工程教授及机械工程学系讲座教授王钻开教授，联同四川大学研究人员及临床医生团队公布此项突破性发现。研究显示，UMIH能大幅改善动物胃肠道伤口的愈合，其效果更胜已获临床认可、用于保护胃黏膜的黏膜保护剂。该研究以「受黏液启发的水凝胶，在极端酸性环境下具备由质子化形成的黏附力」（Mucus-inspired hydrogels with protonation-driven adhesion for extreme acidic conditions）为题，已刊载于《细胞报告：物理科学》（Cell Reports Physical Science）期刊。
王钻开教授表示：「我们的研究确立了UMIH，成为变革性的极端耐酸平台，可以直接应用于胃肠道修复及标靶药物输送，同时亦为新世代植入式装置的发展创造了条件。」值得注意的是，UMIH展现了卓越的湿黏附强度（pH 2时为64.7 kPa），是磷酸铝凝胶的15倍，还能保持结构完整逾7天。
UMIH在治疗胃酸倒流、胃溃疡与术后伤口保护方面，展现良好前景，并可结合内视镜输药，进行微创治疗。在老鼠与猪的模型中，UMIH均表现出强大的黏附力，并显著地促进伤口愈合。
如同其他水凝胶，UMIH由多种聚合物网状结构组成，这些聚合物能吸收水分，形成强韧的胶状稠度。为增强其耐酸能力，研究团队在UMIH的结构中，加入了三种具关键作用的分子成分：能在酸性环境下结合氢离子，以降低局部酸度的蛋白质ELR-IK24；增强水凝胶黏附力的单宁酸；以及可在酸性环境下，稳定水凝胶结构的分子HDI。
该研究的共同作者，理大机械工程学系副研究员周杨洋女士表示：「我们的水凝胶由三种不可或缺的分子成分组成，这种多重互联结构使UMIH在强酸环境下保持完整，同时具备柔软且便于注射适合临床应用。」
磷酸铝凝胶（APG）是经临床认可的黏膜保护剂及抗酸剂，用于治疗胃溃疡和胃酸倒流。在酸性环境（pH2）下的实验室测试中，UMIH的黏附能力比APG还要高出15倍。APG在酸性环境下经过3天后会完全降解，而UMIH在7天后仍能维持50%的结构完整度。UMIH在实验室培养的胃肠道细胞中，并未发现任何毒性问题。此外，UMIH还能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长，显示出其抗菌潜力。
该研究的共同作者，理大机械工程学系博士后研究生杨潇博士表示：「在酸性环境下，UMIH的黏附强度比临床批准的材料高出15倍。它能稳定维持7天，并展现出优异的生物兼容性及显著的组织修复能力。」
在猪与老鼠食道损伤模型中，相比对照组和接受APG治疗的动物，UMIH能稳固黏附在伤口表面，并改善伤口愈合。研究显示，UMIH可减少组织损伤、缓解炎症、促进新血管生长，这些都是伤口愈合的关键因素。
UMIH在人体中的安全性与疗效尚待临床试验验证，但其已展现出良好的商业潜力。这物料成本低廉、易于大量生产，并且由已确认安全的成分组成，可随时应用于手术室及生产在线。展望未来，研究团队计划将UMIH与输药系统及可植入柔性电子装置结合，开发具备实时治疗及监测功能的智能肠胃道装置。
