劍橋大學開發的「智慧型」人工軟骨的運作原理示意圖:左側的健康關節中,材料穩定地儲存藥物。右側顯示,當關節因關節炎發作而發炎時(紅色區域),周遭環境酸鹼值的變化會觸發該材料改變其機械特性,從而精準地將其攜帶的抗發炎藥物(膠囊圖示)釋放到最需要的部位。(圖:劍橋大學)
葉立斌/核稿編輯
〔編譯陳成良/綜合報導〕英國劍橋大學的科學家開發出了一種革命性的「智慧型」人工軟骨,它能主動「感知」體內的微小化學變化,並在問題發生的當下、當點,自動釋放藥物,有望徹底改變關節炎的治療方式。這項突破性的研究成果,已發表於權威的《美國化學會期刊》。
據《每日科技網》(scitechdaily)報導,這種凝膠狀物質可以預先載入抗發炎藥物,其運作的巧妙之處在於,當關節因關節炎急性發作而變得比周圍健康組織的酸鹼值(pH值)更低時,這種材料的質地會隨之改變,變得更軟、更柔韌。
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這種結構上的轉變,便會觸發凝膠釋放其儲存的藥物。由於反應只在特定的酸鹼值範圍內發生,治療可以被精準地靶向發炎區域,從而降低不必要的副作用。
關節炎在全球影響超過6億人口,若這種新材料被用作關節炎患者關節處的人工軟骨,將可能實現對關節炎的持續性治療,大幅提升藥物緩解疼痛與對抗發炎的功效。
該研究的第一作者歐尼爾(Stephen O’Neill)博士表示:「這些材料能『感知』到體內出了問題,並在最需要的地方做出反應,提供治療。這可以減少重複用藥的需求,同時改善患者的生活品質。」
由體內化學驅動的靈活平台
與許多需要如熱或光等外部觸發的藥物遞送系統不同,這套系統完全由身體自身的化學變化所驅動。研究人員表示,這為更長效、更精準的關節炎治療奠立了基礎,使其能自動應對病情發作。
共同作者麥庫恩(Jade McCune)博士補充道:「透過調整這些凝膠的化學成分,我們可以讓它們對發炎組織中發生的微小酸度變化高度敏感。」團隊表示,這種方法具有高度靈活性,理論上可以將速效與緩效藥物結合,實現一次治療持續數天、數週甚至數月的可能。團隊的下一步將是在生命系統中進行測試。
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標題:關節炎治療革命!劍橋「智慧軟骨」能感應發炎「自動給藥」
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