蝸牛黏液竟是修復傷口的天然黏合劑
來源：科技日報 發(fā)布時間：2023-02-08 13:43:35
◎本報記者 趙漢斌
每年有數(shù)以億計的人遭受意外傷害、外科損傷等，而傷口漫長的愈合周期，以及留下難看的疤痕，都是令人煩惱的問題。
近日，中國科學院昆明植物研究所吳明一研究員團隊進行的一項研究，揭示了一種蝸牛來源的天然多糖基生物黏合劑，具有優(yōu)異的止血性能、生物相容性和生物降解性，并且可顯著加速慢性傷口愈合。相關(guān)研究論文在線發(fā)表于《自然·通訊》。
蝸牛黏液富含糖胺聚糖和蛋白質(zhì)
“由于創(chuàng)傷性損傷和頑固性慢性創(chuàng)傷高發(fā)，傷口管理在臨床上仍然是一個挑戰(zhàn)。”吳明一介紹，醫(yī)生往往采用外科縫合線和縫合釘重新連接受傷組織和縫合傷口，而縫合傷口可能會引起疼痛、手術(shù)部位感染，并導致皮膚留下疤痕。
目前，臨床上廣泛應用的組織黏合劑，按照來源可分為人工化學合成以及天然來源，其中最具代表性的分別是氰基丙烯酸酯和纖維蛋白膠，二者能快速閉合傷口、止血且無須拆線，但氰基丙烯酸酯卻難以黏合濕潤的生物組織，且存在抗沖擊能力差、降解緩慢以及降解產(chǎn)物具有毒副作用等缺點；纖維蛋白膠生物相容性好、可生物降解，但是黏附力較弱，成膠時間長，對高張力區(qū)域以及濕潤組織黏附性較差。
吳明一團隊長期致力于天然聚糖新藥的研發(fā)。近期，他們瞄準傷口管理的臨床需求，著手天然聚糖的純化制備、結(jié)構(gòu)解析、構(gòu)效關(guān)系、藥理活性以及成藥性評價等基礎(chǔ)研究，以期在天然來源的糖類創(chuàng)新藥物的研發(fā)上取得新突破。
他們發(fā)現(xiàn)，軟體動物蝸牛能分泌黏液，其高黏性可讓蝸牛爬行和棲息在潮濕的巖石或樹木上。而古希臘“醫(yī)學之父”希波克拉底就記錄過蝸牛黏液有保濕、消紅腫及消炎鎮(zhèn)痛的功能。
團隊成員收集了蝸牛黏液，并經(jīng)滅菌后冷凍干燥，得到了一種多孔高黏附性的天然黏合劑。深入研究后，他們首次發(fā)現(xiàn)蝸牛黏液中富含肝素類糖胺聚糖，而該多糖無顯著抗凝血活性。蛋白質(zhì)組學分析顯示，該天然黏合劑中還含有百余種蛋白質(zhì)。
天然黏合劑能加速傷口愈合
為了搞清楚蝸牛黏液能否黏附生物組織的問題，該團隊開展了一系列動物實驗研究，發(fā)現(xiàn)這種天然黏合劑，能夠強效黏合大鼠的心臟、肌肉、脾臟、腎臟等濕潤的組織表面；而流變力學測試也表明，它具有典型的水凝膠特征。
“這些發(fā)現(xiàn)，給了我們很大的鼓舞！”論文第一作者、吳明一團隊博士研究生鄧拓告訴科技日報記者。隨后，他們進一步采用大鼠皮膚縱切傷口模型開展黏合封閉實驗研究，發(fā)現(xiàn)此天然黏合劑能有效地黏合皮膚切口，效果優(yōu)于臨床使用的纖維蛋白膠與醫(yī)用508膠，并能避免縫合線拆線引起的二次損傷。病理學切片分析也表明，該天然黏合劑可以促進皮膚肉芽組織、毛囊、皮脂腺等的新生，可加快膠原組織沉積。
“蝸牛黏液的這種性能，可能取決于其中的糖胺聚糖與蛋白質(zhì)之間形成的獨特的雙網(wǎng)絡(luò)凝膠體系。”吳明一說，這一發(fā)現(xiàn)，為新一代醫(yī)用黏合劑的研發(fā)提供了借鑒和啟發(fā)。
正常的傷口愈合過程可分為止血期、炎癥期、增殖期以及重塑期4個階段。“而對于糖尿病患者來說，傷口環(huán)境中持續(xù)的慢性炎癥反應，是導致糖尿病足潰瘍難以愈合的重要原因之一。”吳明一說。
該團隊采用糖尿病大鼠全皮層損傷模型開展實驗。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，與臨床上常用的海藻酸鈉敷料相比，該天然黏合劑能有效促進糖尿病慢性傷口愈合。術(shù)后第7天和第14天時，動物傷口部位具有更厚的肉芽組織以及更多的膠原沉積。同時，術(shù)后第7天時實驗動物的新生血管數(shù)量顯著增加，傷口愈合過程更快進入增殖期。
“這一研究結(jié)果，無疑為急慢性皮膚傷口特別是糖尿病足潰瘍的愈合修復提供了一種潛在的治療策略。”鄧拓說，除了起效更迅速、在濕潤的組織表面的黏附性更強之外，該天然黏合劑還較傳統(tǒng)黏合劑制備簡便、可再生，臨床應用范圍廣泛，具有很好的應用前景。
目前，這種天然醫(yī)用黏合劑已申請發(fā)明專利。“我們后續(xù)還將開展以藥學、藥理學以及安全性評價等為主要內(nèi)容的規(guī)范性臨床前研究，從研究成果到醫(yī)用藥品，還有很長的路要走。”吳明一說。
責任編輯：邢敏
