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2021年6月12日

中大工程學院研究團隊開發超級動態交聯水凝膠
促進幹細胞分化 協助組織工程材料研發

2021年6月12日
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超級動態交聯水凝膠可促進人骨髓間充質幹細胞分化。

細胞適應性超動態水凝膠支持幹細胞三維生長和發育的理論模擬和實驗驗證。

中大工程學院生物醫學工程學系邊黎明教授(後排左六)與他的研究團隊。

中大物理系王一教授(中)及其研究團隊。

香港中文大學(中大)工程學院生物醫學工程學系邊黎明教授與理學院物理系王一教授領導的研究團隊,最近研發了一種超級動態交聯水凝膠,可促進人骨髓間充質幹細胞分化,對組織工程修復材料的研發具有重要意義。該科研成果已刊登在國際著名學術期刊《自然˙通訊》(Nature Communications)期刊。

組織工程學的概念是發展生物材料,用以修復、替代及改善人體受損傷的器官及其功能。水凝膠是一種具有三維網絡結構的生物材料,可以作為一種模擬人體細胞外基質(Extracellular Matrix)的載體,將人類幹細胞或患者的自體細胞封裝起來,植入患者的組織缺損部位,有助促進組織修復,從而達到理想的治療效果。愈來愈多證據顯示,人體細胞的周圍環境(細胞外基質)具有高度的動態力學性能。這就表明,水凝膠的動態力學性能對於植入人體的幹細胞和人體細胞發揮他們正常的功能具有良好的促進作用。

邊黎明教授的研究團隊專注開發醫學用水凝膠工程,是目前研究最前沿水凝膠技術的團隊之一,其開發的技術具國際領先地位。於2017年,邊教授團隊成功以透明質酸天然高分子為基礎,開發了具有超級動態微觀結構的超分子水凝膠。該水凝膠可以自動調節其微觀結構從而有效支持幹細胞在三維水凝膠中的大量增殖、快速組裝以及定向分化,從而促進損傷組織及器官的修復與再生。

邊教授解釋,該超分子水凝膠為幹細胞、腫瘤體外模型等基礎生物醫學研究提供了一個優良的細胞三維培養實驗工具,並可作為治療細胞的有效遞送載體服務於包括再生醫學等多項轉化類研究。邊黎明教授續表示:「水凝膠具有獨特的物理性質,生物相容度高,可以模擬細胞外基質的組分,促進內原細胞的補充。高動態力學性能的水凝膠作為幹細胞的載體,將培植出來的幹細胞封裝起來,再注射入缺損部位,支援細胞在其中的鋪展及定向分化,協助身體自我復原,重建組織,可望為再生醫學發展奠定重要的基礎。」

中大生物醫學工程學系簡介

中大生物醫學工程學系成立於2017年7月1日,是本港首個生物醫學工程學系,致力將創新科技應用於優化醫療服務上,推動治療科技的發展。該學系的科研涵蓋四大專業範疇:醫療設備及生物感測器、生物醫學圖像及資訊學、生物材料及再生醫學、生物分子工程及納米醫學。詳情請瀏覽學系網址:www.bme.cuhk.edu.hk



超級動態交聯水凝膠可促進人骨髓間充質幹細胞分化。

超級動態交聯水凝膠可促進人骨髓間充質幹細胞分化。

 

細胞適應性超動態水凝膠支持幹細胞三維生長和發育的理論模擬和實驗驗證。

細胞適應性超動態水凝膠支持幹細胞三維生長和發育的理論模擬和實驗驗證。

 

中大工程學院生物醫學工程學系邊黎明教授(後排左六)與他的研究團隊。

中大工程學院生物醫學工程學系邊黎明教授(後排左六)與他的研究團隊。

 

中大物理系王一教授(中)及其研究團隊。

中大物理系王一教授(中)及其研究團隊。

 

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