中大新聞中心

香港中文大學（中大）生物醫學工程學系邊黎明教授領導的研究團隊，成功以透明質酸、明膠等天然高分子為基礎，開發了一系列和生物相容的功能化水凝膠。水凝膠具備良好的延伸性，能緩慢降解，破碎後自我復原，可應用於治療膝蓋關節損傷，以及骨骼損傷、腰椎間盤突出症等疾病，同時是蛋白質藥物及幹細胞的理想載體，為再生醫學發展提供了高性能、低成本、易使用的應用材料，解決令人困擾的關節痛症。 

運動員、勞動者及長者等由於過度勞動或身體退化，關節之間的軟骨不斷磨損，變得愈來愈薄弱，當中以承受身體八成重量的膝蓋關節最容易受損；由於骨膜布滿神經和血管，失去軟骨保護的骨頭互相磨擦，為患者帶來巨大痛楚，嚴重者甚至要依靠輪椅代步。目前較常用的治療方法是在關節位置注射透明質酸，充當潤滑劑，紓緩關節痛楚；然而，透明質酸容易降解，很快被身體吸收而失去潤滑功能，效果一般只能維持半年至一年。若膝關節退化嚴重，軟骨已完全消失，此方法的舒緩效果亦有限。 

過去兩年多，邊黎明教授的團隊專注開發醫學用水凝膠工程，是研究最前沿水凝膠技術的團隊之一，所開發的技術具國際領先地位。邊教授解釋，以生物聚合衍生物為材料開發的水凝膠，經過化學改良及動物測試，提升了回彈力和抗壓力，不會輕易破碎流失，能延長舒緩效果；此外，水凝膠具良好的可塑性，可緊密地填補形狀不規則的軟骨缺損，有利於促進軟骨的修復；同時該水凝膠黏力強，黏附在關節軟骨組織時不容易移位，如在水凝膠內混入藥物並黏附在患處，可以做到定位釋放藥力，減少藥物異位釋放引起的副作用。 

解決關節痛症的治本之道是重建患者的軟骨，生物相容的水凝膠就擔當了關鍵的角色。邊黎明教授表示：「水凝膠具有獨特的物理性質，生物相容度高，人體的軟骨細胞可浸入其中，水凝膠可以模擬細胞外基質（Extracellular Matrix，ECM）的組分，促進內原細胞的補充，協助身體自我復原，重建軟體組織。該研究成果的另一個應用方向，是由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，支持細胞在其中的鋪展及成骨分化，為再生醫學發展提供了良好的基礎。」 

現時醫學界採用的幹細胞載體是紙張狀的薄膜，如要植入膝蓋關節，須開刀處理，植入後需要縫合固定，手術複雜，風險較高，又會留下疤痕；水凝膠則突破了二維薄膜的限制，以三維的形態封裝幹細胞，有利於細胞的生長，同時其良好的軟骨黏附性避免了縫合步驟，其高度可塑性可經由注射方式進入缺損之位置，適合微創手術使用，大大減低手術的入侵性，加快復原時間。 

水凝膠的主要成分 — 透明質酸及明膠，是符合醫學安全標準的常用材料，供應量穩定，採購成本低，有助水凝膠之普及應用。邊黎明教授表示，研究團隊得到創新科技署資助，並夥拍香港沙田威爾斯親王醫院及深圳第二人民醫院進行測試，以供動物如馬匹、寵物之關節修復使用。研究成果於2016年度BIO（Biotechnology Innovation Organization，生物工程創新組織）假美國三藩市舉行的國際會議中發布，獲學術及醫療界高度評價及關注。展望將來，他表示研究將進入人類臨床測試階段，應用範圍可擴展至關節炎和關節退化等其他軟骨組織疾病的治療。

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、生物醫學圖像及信息學、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。