香港科技大學化學工程及生物工程學系助理教授孫飛的研究團隊，研發(fā)出嶄新的全蛋白質(zhì)感光智能水凝膠，有助開拓未來材料生物學和生物醫(yī)療的應用。
水凝膠，在醫(yī)療界中亦稱為軟物料，可用作藥物傳送和干細胞治療等，是生物醫(yī)療范疇中最前沿的材料。傳統(tǒng)的水凝膠，一般應用于面膜、隱形眼鏡等，主要是由合成聚合物，或包括動物膠原等生物提取物等物料制成，容易引起過敏反應，而兩種物料均難以提供讓細胞生長及發(fā)育所需的復雜生物環(huán)境。
孫教授團隊所發(fā)明的新型智能水凝膠，不單可盛載生物細胞及組織﹕包括干細胞等再生醫(yī)學的重要組件，其感光特質(zhì)亦可控制細胞或藥物分子在體內(nèi)釋放的時間或方式。
為創(chuàng)造這種全新的水凝膠，孫教授的團隊通過基因編碼等手段，于室溫下將經(jīng)過基因改造的蛋白質(zhì)組裝成分子網(wǎng)絡。整個合成過程完全借助類似發(fā)酵的細菌培植方法，而無需任何化學修飾。如此制造出來的水凝膠，成份與人體相近，能盛載活細胞，并有機會減低過敏或人體免疫排斥的反應。而作為藥物的載體，這種感光水凝膠則扮演開關的角色。由于在光照下，水凝膠會由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，其盛載的藥物便隨即滲入體內(nèi)，因此藥物可于受控的情況下釋放出來。該團隊采用的是一種新穎的生物材料設計思路，能設計出結構和功能可供精確調(diào)控的材料。
此研究成果已發(fā)表于2017年6月6日出版的學術期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)。
孫教授表示，智能水凝膠的需求日益增加，利用功能蛋白分子的自組裝來合成這類材料，為未來的材料生物學，甚至醫(yī)學治療，帶來了巨大的契機。“理論上，水凝膠可成為干細胞的一個有效載體，協(xié)助修補受損的器官，這有助于解決器官移植及再生等問題，令病患未來有多一個治療方法。”
論文鏈接：http://www.pnas.org/content/114/23/5912.abstract?sid=73b35096-74fa-47ca-9e43-0a68b8afe67e
