理大突破性研发「超稳定黏液水凝胶」 大幅提升胃肠道伤口愈合成效

香港理工大学（理大）研发出耐酸性「超稳定黏液水凝胶」（UMIH），在胃肠道医疗领域取得突破。传统水凝胶是一种类似明胶的物料，可吸收并锁住水分，常用於促进伤口愈合及延长药物释放，但在胃等强酸性环境中易分解，限制其在临床应用。理大科研团队受胃黏液天然特性启发研制的 UMIH，黏附力较传统胃黏膜保护剂高15倍，在胃肠道伤口愈合及标靶药物治疗等方面均展现巨大潜力，具备大规模商业化应用前景。

此项研究由理大研究团队联同四川大学研究人员及临床医生团队共同开展。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、用於保护胃黏膜的黏膜保护剂。该研究题为「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」，已刊载於《细胞报告：物理科学》（Cell Reports Physical Science）期刊。

领导此研究的理大协理副校长（研究）、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、仿生科学与工程研究中心主任王钻开教授表示：「UMIH在治疗胃酸倒流、胃溃疡与术後伤口保护方面，展现良好前景，并可结合内视镜输药，进行微创治疗。此项研究确立了UMIH成为变革性的极端耐酸平台，不仅可以直接应用於胃肠道修复及标靶药物输送，更为新世代植入式装置的发展创造了条件，加速科研成果向临床应用转化。」

王教授阐释，长久以来，治疗胃溃疡和胃酸倒流，常用上「磷酸铝凝胶（APG）」这种经临床认可的黏膜保护剂及抗酸剂。实验数据显示，在模拟胃部的强酸性环境（pH 2）下，UMIH的湿黏附能力达64.7千帕（kPa），比APG还要高出15倍；APG经过三天後即完全降解，而UMIH在七天後仍能维持50%的结构完整度。此外，UMIH在实验室培养的胃肠道细胞中，并未发现任何毒性问题；它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。

如同一般水凝胶，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。不同的是，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。

研究团队成员之一、理大机械工程学系副研究员周杨洋女士表示：「由三种关键分子成分组成的多重互联结构，使UMIH在强酸环境下保持完整，同时具备柔软且便於注射，非常适合临床应用。」

另一成员、理大机械工程学系博士後研究生杨潇博士表示：「团队已於猪与老鼠的食道损伤模型进行测试，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，但已展现出良好的商业潜力。这物料成本低廉、易於大量生产，并且由已确认安全的成分组成，可随时应用於手术室及生产线上。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，开发具备即时治疗及监测功能的智能肠胃道装置。

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