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Nature子刊：蜗牛起大作用！中国科学院吴明一团队开发了一种来自蜗牛粘液的用于伤口修复的天然生物粘合剂

2023-01-27 iNature iNature 发表于陕西省

伤口修复
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由于创伤性损伤和顽固性慢性创伤的高发，伤口管理在临床上仍然是一个挑战。

由于创伤性损伤和顽固性慢性创伤的高发，伤口管理在临床上仍然是一个挑战。外科缝合线和缝合钉是重新连接受伤组织和缝合伤口的金标准，而缝合伤口可能会引起疼痛、手术部位感染和皮肤疤痕。替代治疗包括使用组织粘接剂。然而，目前可用的组织粘接剂仍然缺乏湿粘接能力和/或生物相容性。

2023年1月24日，中国科学院昆明植物研究所吴明一团队在Nature Communications 在线发表题为“A natural biological adhesive from snail mucus for wound repair”的研究论文，该研究开发了一种来自蜗牛粘液的用于伤口修复的天然生物粘合剂。该研究以蜗牛黏液凝胶为原料，开发了一种由正电荷蛋白和多阴离子糖胺聚糖组成的天然生物粘合剂。具有延展性的块状粘合剂基体可以通过多重相互作用粘附在湿组织上。该生物材料表现出优异的止血活性、生物相容性和生物降解性，可有效加速正常和糖尿病雄性大鼠全层皮肤伤口的愈合。

进一步的机制研究表明，它能有效促进巨噬细胞向抗炎表型极化，缓解慢性创面炎症，显著促进上皮再生和血管生成。其丰富的肝素样糖胺聚糖成分是主要活性成分。这些发现为生物组织粘合剂和生物工程支架设计提供了理论和材料上的见解。

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在过去的二十年中，一些生物激发粘合剂显示出优越的机械性能和功能。这一发现启发了活性粘合剂的设计，它可能是替代缝合线的有前途的候选者。例如，来自英国常春藤根的球形纳米颗粒，由带负电荷的糖蛋白组成，可以形成一层穿透膜，使根和基质表面之间能够机械地连锁。
 
在采用常春藤粘连策略的基础上，利用生物可降解的聚氨酯纳米分散体与相反电荷制备了一种超强水性合成组织粘合剂，该粘合剂被证明对预防脑脊液泄漏和修复硬脑膜有效。此外，软体动物蛞蝓产生的粘液含有交织的阴离子聚合物和带正电荷的蛋白质。双网水凝胶由于两种不同聚合物网络的协同作用而具有很强的韧性，在指导下一代组织粘合剂的设计方面具有巨大潜力。简而言之，仿生科学家正在通过研究自然界粘附的内部机制来推进医疗技术和组织工程。
 
蜗牛分泌的黏液使它们在爬行时能与岩石和树木的光滑表面保持保形接触。2000多年前，蜗牛和它们的粘液被用来治疗烧伤、脓肿和其他伤口引起的疼痛。蜗牛黏液具有天然黏附特性和不明显的生物活性，可能是一种潜在的伤口修复天然生物粘合剂。
 
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d-SMG在伤口愈合机制的示意图（图源自Nature Communications ）
 
正常的伤口修复是用缝合线或组织粘合剂处理后高度组织化的生物过程。糖尿病足溃疡(DFUs)和压疮等创伤，由于其复杂的发病机制、持续的炎症期和上皮细胞功能障碍，目前的治疗效果不佳。该研究检测了蜗牛分泌物对糖尿病大鼠模型慢性伤口愈合的影响，并与海藻酸盐作为一种商业敷料进行了比较。通过组织学染色、免疫荧光染色和转录组分析，进一步探讨了处理炎症的机制。在该研究中检测了蜗牛黏液天然生物粘合剂在伤口修复中的作用和机制。这些发现对理解蜗牛黏液水凝胶的粘附机理和制备下一代生物粘合剂具有重要意义。
 
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-023-35907-4

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