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香港中文大学（中大）生物医学工程学系边黎明教授领导的研究团队，成功以透明质酸、明胶等天然高分子为基础，开发了一系列和生物相容的功能化水凝胶。水凝胶具备良好的延伸性，能缓慢降解，破碎后自我复原，可应用于治疗膝盖关节损伤，以及骨骼损伤、腰椎间盘突出症等疾病，同时是蛋白质药物及干细胞的理想载体，为再生医学发展提供了高性能、低成本、易使用的应用材料，解决令人困扰的关节痛症。 

运动员、劳动者及长者等由于过度劳动或身体退化，关节之间的软骨不断磨损，变得愈来愈薄弱，当中以承受身体八成重量的膝盖关节最容易受损；由于骨膜布满神经和血管，失去软骨保护的骨头互相磨擦，为患者带来巨大痛楚，严重者甚至要依靠轮椅代步。目前较常用的治疗方法是在关节位置注射透明质酸，充当润滑剂，纾缓关节痛楚；然而，透明质酸容易降解，很快被身体吸收而失去润滑功能，效果一般只能维持半年至一年。若膝关节退化严重，软骨已完全消失，此方法的舒缓效果亦有限。 

过去两年多，边黎明教授的团队专注开发医学用水凝胶工程，是研究最前沿水凝胶技术的团队之一，所开发的技术具国际领先地位。边教授解释，以生物聚合衍生物为材料开发的水凝胶，经过化学改良及动物测试，提升了回弹力和抗压力，不会轻易破碎流失，能延长舒缓效果；此外，水凝胶具良好的可塑性，可紧密地填补形状不规则的软骨缺损，有利于促进软骨的修复；同时该水凝胶黏力强，黏附在关节软骨组织时不容易移位，如在水凝胶内混入药物并黏附在患处，可以做到定位释放药力，减少药物异位释放引起的副作用。 

解决关节痛症的治本之道是重建患者的软骨，生物相容的水凝胶就担当了关键的角色。边黎明教授表示：「水凝胶具有独特的物理性质，生物相容度高，人体的软骨细胞可浸入其中，水凝胶可以模拟细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）的组分，促进内原细胞的补充，协助身体自我复原，重建软体组织。该研究成果的另一个应用方向，是由水凝胶作为干细胞的载体，将培植出来的干细胞封装起来，再注射入缺损部位，支持细胞在其中的铺展及成骨分化，为再生医学发展提供了良好的基础。」 

现时医学界采用的干细胞载体是纸张状的薄膜，如要植入膝盖关节，须开刀处理，植入后需要缝合固定，手术复杂，风险较高，又会留下疤痕；水凝胶则突破了二维薄膜的限制，以三维的形态封装干细胞，有利于细胞的生长，同时其良好的软骨黏附性避免了缝合步骤，其高度可塑性可经由注射方式进入缺损之位置，适合微创手术使用，大大减低手术的入侵性，加快复原时间。 

水凝胶的主要成分 — 透明质酸及明胶，是符合医学安全标准的常用材料，供应量稳定，采购成本低，有助水凝胶之普及应用。边黎明教授表示，研究团队得到创新科技署资助，并伙拍香港沙田威尔斯亲王医院及深圳第二人民医院进行测试，以供动物如马匹、宠物之关节修复使用。研究成果于2016年度BIO（Biotechnology Innovation Organization，生物工程创新组织）假美国三藩市举行的国际会议中发布，获学术及医疗界高度评价及关注。展望将来，他表示研究将进入人类临床测试阶段，应用范围可扩展至关节炎和关节退化等其他软骨组织疾病的治疗。

中大生物医学工程学系简介 

中大生物医学工程学系成立于2017年7月1日，是本港首个生物医学工程学系，致力将创新科技应用于优化医疗服务上，推动治疗科技的发展。该学系的科研涵盖四大专业范畴：医疗设备及生物感测器、生物医学图像及信息学、生物材料及再生医学、生物分子工程及纳米医学。详情请浏览学系网址：www.bme.cuhk.edu.hk。