蝸牛黏液“帶來”智能“創可貼”

科技日報記者 趙漢斌

高血糖會損傷人的血管、削弱免疫力，阻礙傷口修復。通常，糖尿病患者的傷口也很難癒合，甚至面臨截肢風險，嚴重影響患者生活質量，也給家庭和社會帶來沉重的負擔。

“我們新近開發的一種源自蝸牛黏液的糖胺聚糖類新型生物材料，或許能為糖尿病足潰瘍帶來轉機！”8月13日，中國科學院昆明植物研究所研究員吳明一告訴科技日報記者。

原來，吳明一帶領團隊開發出新型仿細胞外基質結構凝膠貼片，通過“抗菌—抗炎—促再生”三重機制，為糖尿病足潰瘍治療提供了全新方案。這項研究成果以研究論文全文形式，發表在國際期刊《碳水化合物聚合物》上，為全球數億糖尿病患者帶來福音。

糖尿病足潰瘍：沉默的“肢體殺手”

糖尿病足潰瘍，是糖尿病最嚴重的慢性併發症之一。全球約4000萬至6000萬人受其困擾，患者年死亡率高達22%，超過許多癌症。

用傳統治療手段治療該病，通常面臨兩大困境：一方面，抗生素濫用導致耐藥菌滋生，50%以上患者對現有療法無響應；另一方面，高血糖環境下，傷口長期處於氧化應激和慢性炎症狀態，表皮再生能力幾乎停滯。

“就像在鹽鹼地裏種莊稼，細菌不斷‘搗亂’，傷口微環境的‘土壤’又板結缺氧，再好的種子也難以發芽。”吳明一研究員形象地比喻。臨牀數據顯示，糖尿病足潰瘍患者的截肢風險是普通人的25倍，且複發率超過60%。

創新靈感往往來自大自然。

長期以來，吳明一團隊聚焦面向心腦血管、糖尿病及其併發症等重大疾病的臨牀需求，開展天然聚糖的純化製備、結構解析、藥理活性以及成藥性評價等新藥發現相關的基礎研究。他們注意到，蝸牛爬行時分泌的黏液具有驚人的修復能力——即使在粗糙岩石上劃傷，也能快速癒合。通過成分分析，發現黏液中的核心活性物質是一種特殊的糖胺聚糖（AFG），其結構與人體細胞外基質中的糖胺聚糖高度相似。

“細胞外基質就像細胞的‘搖籃’，調控細胞的增殖、遷移等生命活動。”論文第一作者鄧拓博士解釋。受此啓發，團隊將蝸牛糖胺聚糖與明膠通過共價鍵交聯，構建出類似人體細胞外基質的三維凝膠網絡。

三重機制破解糖尿病足癒合難題

在創新研發過程中，研究團隊引入天然植物綠茶中的茶多酚EGCG，通過動態硼酸酯鍵技術，將其“錨定”在凝膠中，製備出兼具多重功能的抗菌、抗氧化、抗炎以及促進組織再生的凝膠貼片。

這一設計，其實暗藏着智能“機關”。當傷口局部葡萄糖濃度升高時，硼酸酯鍵會斷裂並釋放EGCG，實現“按需給藥”；而當血糖趨於穩定時，藥物釋放自動減緩，避免了傳統給藥方式的副作用。

在實驗室中，抗菌、抗氧化、抗炎以及促進組織再生的凝膠貼片展現出“全能選手”般的表現。在體外實驗顯示，其對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的殺滅率達99.9%，效果媲美臨牀抗生素，但不存在耐藥性風險；同時，它能清除80%以上的活性氧自由基，為傷口細胞創造“清新環境”。而在糖尿病小鼠模型中，貼片組傷口7天表皮再生率達72.6%，是生理鹽水組的2倍多，且膠原纖維排列與正常皮膚幾乎一致。

“最關鍵的是它能‘安撫’過度活躍的免疫系統。”團隊成員、論文第一作者之一的李軒介紹，這種凝膠貼片可使傷口炎症因子水平下降50%以上，打破“炎症—組織壞死”的惡性循環。在感染模型中，貼片還能阻止細菌定植，避免傷口惡化。

這項研究為何能脱穎而出？國際期刊審稿人評價其“將天然產物與仿生材料完美結合”，並具有三大創新點：一是材料創新，將蝸牛糖胺聚糖用於創面修復，避免了傳統肝素類藥物的出血風險；其次是設計的智慧，用動態共價鍵實現“智能釋藥”，解決了EGCG易氧化、生物利用度低的難題；三是能同時調控感染、炎症、再生三大病理環節，直擊糖尿病傷口的核心痛點。

“我們期待通過後續持續研究，使這款‘仿生創可貼’讓更多患者獲益。”吳明一研究員介紹，這一成果未來還可拓展至壓瘡、燒傷等難癒合創面治療，甚至開發成家用護理產品。

（吳明一供圖）