版權歸原作者所有，如有侵權，請聯係我們(men)

出品：科普中國

作者：林麗(li) 莎，鄧拓（中國科學院昆明植物研究所）

監製：中國科普博覽

你也許在生活的磕磕碰碰中有過或大或小的傷(shang) 口，你或許也見過在岩石或樹枝上爬行的蝸牛，以及它留下的爬行痕跡，但你可能想不到的是，這兩(liang) 件看起來風馬牛不相及的事，在科學家眼裏卻大有聯係，蝸牛留下的痕跡就是它分泌的黏液，而這種黏液裏，居然隱藏著傷(shang) 口修複的良方。

糖尿病足潰瘍，難以治愈的傷(shang) 口

多數人印象中的受傷(shang) 可能是類似於(yu) 被水果刀劃了一下，幾天後就完好如初了。而事實上，每年有數以億(yi) 計的人遭受意外傷(shang) 害、外科損傷(shang) 等，且傷(shang) 口愈合周期漫長，給患者生活帶來諸多不便。

皮膚是人體(ti) 最大的器官，也是抵禦病原體(ti) 入侵的第一道防線，因此維持其完整性對生命體(ti) 至關(guan) 重要。通常，發生在健康個(ge) 體(ti) 身上的傷(shang) 口修複是有高度組織性的生物學過程，包括止血、炎症、再生和重塑四個(ge) 階段。然而，在上述愈合過程受阻時傷(shang) 口可能發展為(wei) 難以愈合的慢性傷(shang) 口。

圖1. 正常的皮膚損傷(shang) 修複過程示意圖

（圖片來源：改編自文獻1）

現代社會(hui) 中糖尿病是常見的慢性代謝性疾病，全球約有5億(yi) 患者，糖尿病足潰瘍(Diabetic foot ulcer)是其最常見和嚴(yan) 重的並發症之一，發病率約25%。

由於(yu) 這些患者伴有外周血管疾病、外周神經病變及免疫功能失調，且存在慢性炎症反應，因此，對於(yu) 他們(men) 而言，皮膚創傷(shang) 難以治愈，而創麵持續不愈合可能導致截肢，嚴(yan) 重影響患者生活質量。遺憾的是，糖尿病足發病機製複雜，目前尚缺乏有效療法。

縫起來？不，粘起來

對於(yu) 較嚴(yan) 重的創傷(shang) 和慢性傷(shang) 口，臨(lin) 床幹預是很必要的。醫生往往采用外科縫合線和縫合釘重新連接傷(shang) 口兩(liang) 邊的組織(傷(shang) 口閉合)，但縫合可能會(hui) 引起疼痛、手術部位感染，並導致皮膚留下疤痕，拆線也可能造成二次傷(shang) 害。

使用組織粘合劑是另一種治療思路，既能快速閉合傷(shang) 口又無需拆線，然而在濕潤的組織中實現粘合具有挑戰性。

目前，臨(lin) 床上常見的組織粘合劑有化學合成的氰基丙烯酸酯類(醫用508膠)和天然來源的纖維蛋白膠，前者生物兼容性差、降解緩慢，具有毒副作用；後者在濕潤組織的粘附性較差。

在生活中常見的502膠(化學成分主要為(wei) 氰基丙烯酸乙酯)因具有強粘附力而在工業(ye) 上廣泛使用。相比而言，醫用粘合劑需要考慮更多因素，例如滲出物吸收能力、濕粘附力、組織再生促進活性、生物可降解性等。

如何找到同時具備這些性能的生物粘合劑呢？

自然界中的粘附現象或許能給我們(men) 一些啟示。例如，常春藤的攀岩本領幾乎使之在各種地形暢通無阻；小小的貽貝粘在岩石上能抵禦巨浪的衝(chong) 擊；蝸牛分泌物可以支撐自身重量使之倒掛在樹枝上爬行……這些不起眼的小生物卻有著奇妙的大本事。如果能搞清楚這些粘附工具的化學成分，我們(men) 就能想辦法製備類似的粘合劑。

圖2. 攀緣植物常春藤

（圖片來源：參考文獻5）

確實，研究發現，常春藤能分泌含有帶負電糖蛋白的球狀納米顆粒，後者形成滲透性薄膜緊貼接觸麵，可以在牆麵形成永久粘附；貽貝的足絲(si) 含有微米級的通道，分泌到通道中的富含L-Dopa以及賴氨酸的蛋白質與(yu) 金屬離子混合形成配位鍵，流體(ti) 蛋白質在分泌到體(ti) 外後固化為(wei) 膠水，在岩石等附著物表麵形成很強的粘附。

在這些研究的啟發下，科學家研發了多種生物粘合劑仿生材料，在腦膜修複、傷(shang) 口止血等醫療需求具有相當不錯的應用前景。

圖3. 貽貝及足絲(si) 結構

（圖片來源：圖A來自文獻6，圖B、C改編自文獻7）

蝸牛：沒想到我也是“赤腳大夫”

近日，據報道稱，科學家從(cong) 蝸牛黏液中發現一種可用於(yu) 糖尿病足慢性傷(shang) 口修複的天然粘合劑。

古希臘時期的“醫學之父”希波克拉底就記錄過蝸牛有保濕、消紅腫及消炎鎮痛的功能。受其啟發，結合蝸牛粘附的現象及現代醫學對傷(shang) 口愈合的認識，科學家對白玉蝸牛的黏液進行了一係列分析研究。

科研人員收集蝸牛黏液，經滅菌後冷凍幹燥，得到了一種多孔高粘附性的天然粘合劑。其兩(liang) 種主要成分多糖與(yu) 蛋白質組成的獨特雙網絡凝膠體(ti) 係，使其具有突出的水凝膠性能，對濕潤組織表麵有很強的粘附性。這種生物材料還具有止血性能、良好的生物相容性和生物降解性，並且能加速急慢性傷(shang) 口的愈合。

圖4. 蝸牛黏液來源的粘合劑及其作用機製示意圖

（圖片來源：改編自文獻8）

值得一提的是，蝸牛黏液中富含類似肝素的糖胺聚糖，這種多糖具有類似肝素的炎症因子結合活性，卻不具有類似肝素的抗凝活性(其可能引起出血或血腫不利於(yu) 傷(shang) 口愈合)。此外，這種天然粘合劑還能有效地促進巨噬細胞向抗炎表型極化。

前麵說到由於(yu) 糖尿病足病理機製複雜，其治愈是醫學上的一大難點。近年來的研究表明，慢性傷(shang) 口中存在過度且持續的炎症響應，阻礙了從(cong) 炎症階段過渡到增殖階段的傷(shang) 口愈合關(guan) 鍵步驟。因此，這種同時具有炎症調節活性的生物粘合劑更具有療效優(you) 勢。

實驗表明，在糖尿病大鼠皮膚創傷(shang) 模型中，該粘合劑可顯著減輕組織中的炎症，加快肉芽組織生產(chan) 、血管新生、膠原沉積和表皮再生，從(cong) 而促進傷(shang) 口再生和愈合。這一最新發現為(wei) 新一代醫用粘合劑的研發提供了借鑒和啟發。

結語

回顧人類所經曆的漫長曆史，不難發現，我們(men) 始終是探索未知征程上的行旅者。一隻小小的蝸牛、一片不起眼的樹葉……自然界中的萬(wan) 物都在給予我們(men) 靈感與(yu) 啟發，推動著我們(men) 不斷前進。

編輯：孫晨宇

注：本文內(nei) 容為(wei) 中國科學院昆明植物研究所研究員吳明一團隊的研究成果，以A natural biological adhesive from snail mucus for wound repair為(wei) 題，在線發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。此外，此愈合皮膚傷(shang) 口的天然醫用粘合劑已申請發明專(zhuan) 利保護。

參考文獻：

【1】Liang, Y.P. et al. Functional hydrogels as wound dressing to enhance wound healing. ACS Nano 15, 12687–12722 (2021).

【2】Eming S. et al. Wound repair and regeneration: Mechanisms, signaling, and translation. Sci. Transl. Med. 6, 265sr6 (2014).

【3】Baltzis D. et al. Pathogenesis and treatment of impaired wound healing in diabetes mellitus: New insights. Adv. Ther. 31, 817–836 (2014).

【4】Bonnemain B. Helix and drugs: snails for western health care from antiquity to the present. Evid.-based Complement Altern. Med. 2, 25–28 (2005).

歡迎掃碼關(guan) 注深i科普！

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物！