人體組織再生新技術：冷凍凝膠

大紀元2012年12月02日訊】（大紀元記者王明編譯報導）哈佛大學的生物工程師已成功開發一種凝膠，可以按照需求，形塑成任何形狀，壓縮到固定比例，填裝藥物、幹細胞後，並經由注射方式進入人體。它在人體內會逐漸膨脹，並回復至原來的形狀，並在安全分解前，逐步釋放出所承載的藥物或幹細胞。未來應用廣泛，能以新生組織取代已喪失、或失能的組織。也可無須透過手術，直接注入幹細胞，促進組織再生。

哈佛大學工程與應用科學學院（SEAS）生物工程教授，也是此研究的主導人戴維˙穆尼（David J. Mooney）解釋說，我們已經創立了三度空間的結構，經由此途徑可以影響組織內細胞的周遭，或許還能提升人體組織的生長。最簡單的應用是將身體組織擴生，將某種物質導入人體，藉此取代已喪失功能的組織。而在實際應用方面，可以移植幹細胞，促進組織再生，或是植入免疫細胞，實施免疫療法。

此「冷凍凝膠」（cryogel）主要由海藻酸鹽構成，它是一種可注射入人體的海藻凝膠，具有網狀孔隙，液體和大分子能輕易流過。研究小組證實，活細胞可以依附於網狀孔隙上，隨著凝膠通過小針孔，完好無缺地植入人體。他們還證明了海藻凝膠，能攜帶大、小型蛋白質分子和藥物，如生物相容性矩陣（biocompatible matrix）一般，進入體內後，便開始逐步分解。

通常情況下，類似的生物型支架，必須以手術植入。而凝膠雖能被注入，但至目前為止，大多數凝膠仍無法攜帶物質，只能流入身體填補可能的空隙。

此種凝膠可被設計成任意大小及形狀，經由針頭原位注射，擁有安全、預先製作、充足的特性、無菌，且能成功輸送細胞和藥物等優點。而且凝膠的用途廣泛，擁有不錯的穩定性。

凝膠可控制大小及形狀
這種海綿狀的凝膠，是通過一種稱為凝膠冷凍技術（cryogelation）所形成。當海藻酸鹽溶液中的水開始結冰時，形成純粹冰晶，會使得周圍的凝膠更集中，更接近所設定的形狀。等冰晶融化後，便留下具有孔隙的網狀結構。經由仔細調控凝膠的混合物和掌控凍結水的時機，研究人員發現，它非常堅固，又可壓縮，而且不似其它海藻酸鹽的凝膠那樣脆弱。

這種能注射進人體的冷凍凝膠，臨床特別有用，包括細胞治療、組織工程、化妝品中的真皮填充物、藥物輸送及以支架為主的免疫療法。此外，這種材料被注射入人體後，具有重新回復形狀的特性，很有機會實際應用在人體組織擴張及形狀修補。

該小組下一步是研究改善冷凍凝膠支架的分解速率，如此一來，同樣的分解速率就能使新長出來的組織取代舊的。哈佛大學科技發展辦公室為此申請了發明專利，並積極尋求專利許可和商業化的機會。

美國《國家科學院院刊》於十一月刊登了此一生物相容性的突破性技術，幾乎可視為是一種預先製作的醫療工具包，提供了一套微小侵入性治療法的應用方法，也能使用於再生醫學領域。由此產生的冷凍凝膠填補了過去生物醫學工程界，一直無法獲得適當材料的缺憾。

（責任編輯：林文）