香港科技大学研发崭新智能水凝胶
有助开拓材料生物学和生物医疗的应用
31-07-2017
香港科技大学(科大)化学工程及生物工程学系助理教授孙飞的研究团队,研发出崭新的全蛋白质感光智能水凝胶,有助开拓未来材料生物学和生物医疗的应用。

水凝胶,在医疗界中亦称为软物料,可用作药物传送和干细胞治疗等,是生物医疗范畴中最前沿的材料。传统的水凝胶,一般应用于面膜、隐形眼镜等,主要是由合成聚合物,或包括动物胶原等生物提取物等物料制成,容易引起过敏反应,而两种物料均难以提供让细胞生长及发育所需的复杂生物环境。

孙教授团队所发明的新型智能水凝胶,不单可盛载生物细胞及组织﹕包括干细胞等再生医学的重要组件,其感光特质亦可控制细胞或药物分子在体内释放的时间或方式。

为创造这种全新的水凝胶,孙教授的团队通过基因编码等手段,于室温下将经过基因改造的蛋白质组装成分子网络。整个合成过程完全借助类似发酵的细菌培植方法,而无需任何化学修饰。如此制造出来的水凝胶,成份与人体相近,能盛载活细胞,并有机会减低过敏或人体免疫排斥的反应。而作为药物的载体,这种感光水凝胶则扮演开关的角色。由于在光照下,水凝胶会由固态转变为液态,其盛载的药物便随即渗入体内,因此药物可于受控的情况下释放出来。该团队采用的是一种新颖的生物材料设计思路,能设计出结构和功能可供精确调控的材料。

此研究成果已发表于2017年6月6日出版的学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

孙教授表示:「智能水凝胶的需求日益增加,利用功能蛋白分子的自组装来合成这类材料,为未来的材料生物学,甚至医学治疗,带来了巨大的契机。理论上,水凝胶可成为干细胞的一个有效载体,协助修补受损的器官,这有助于解决器官移植及再生等问题,令病患未来有多一个治疗方法。」

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孙飞教授及其团队研发的全新蛋白水凝胶

孙飞教授及其团队研发的全新蛋白水凝胶

孙飞教授(中)及其研究团队

孙飞教授(中)及其研究团队

新水凝胶受光照后会由固体(右)转变成液体状态

新水凝胶受光照后会由固体(右)转变成液体状态

 

 

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