編譯／韋士塔

哥倫比亞大學工程學院的研究團隊，開發出一種運用天然顆粒的新技術，可製造出具有生物活性的注射用水凝膠，應用於組織修復和再生醫學。這種創新生物材料的關鍵是胞外囊泡 （EV），是這些由細胞自然釋放的微小顆粒攜帶著蛋白質和遺傳物質等生物指令。正因如此，它們支援傳統合成材料通常無法實現的複雜細胞通訊。

哥倫比亞大學的團隊今年7月把研究成果發表於《Matter》期刊，主持這項研究的生物醫學工程助理教授柯利亞（Santiago Correa）及美國國家科學基金會 （NSF）馬加羅尼斯（Artemis Margaronis）展示一種獨特的水凝膠系統，其特色在於整合從牛奶中萃取的胞外囊泡。

柯利亞說明，胞外囊泡在水凝膠中扮演兩種關鍵角色；它們不僅能擔任治療訊號的載體，還能透過與生物相容性聚合物交聯作用，幫助形成凝膠本身的結構。為了克服胞外囊泡供應量不足的限制，研究團隊採取前所未見的方法，使用源自優格的胞外囊泡。這項創新解決方案，幫助研究人員在保持凝膠的生物活性時，還能大規模量產凝膠。

經過多次嘗試，研究團隊開發了一種柔軟的材料，其特性與活體組織相似，且能與鄰近細胞相互作用，以刺激傷口癒合，過程中無需使用額外的化學藥劑。

柯利亞說：「這項計畫的初衷，是探討如何建構以胞外囊泡為基礎架構的水凝膠。取自優格的胞外囊泡不僅是實用工具，更蘊含應用於再生醫學的極大潛力，有助催生出新型的治療材料。」

柯利亞身兼哥倫比亞大學奈米免疫工程實驗室主任及赫伯特歐文綜合癌症中心成員，其研究重點為藥物傳輸與免疫工程。他與帕多瓦大學研究人員展開國際合作，整合奈米材料和聚合物基水凝膠的經驗，展現跨學科、全球合作在推動生物材料創新方面的力量。

研究團隊使用優格衍生物，生產以囊泡為結構和生物元素的水凝膠。他們更使用源自哺乳動物細胞和細菌的囊泡，驗證這項技術，證實此技術可模組化，且與多種囊泡來源相容。

研究人員指出，創新技術可能為傷口癒合與再生醫學領域的高階應用奠定基礎，因目前的治療方法仍無法促進長期的組織修復，但使用囊泡直接整合到水凝膠結構中的創新材料，能持續傳遞生物活性訊號。由於水凝膠能以注射方式使用，因此，可遞送至受損組織，迅速產生效果。

柯利亞表示，在小鼠實驗中，優格胞外囊泡凝膠具有生物相容性，並能在免疫功能正常的小鼠體內激發強烈的血管生成活性，且未出現不良反應。水凝膠能創造獨特的免疫環境，富含抗發炎細胞類型，可能有助組織修復。

馬加羅尼斯強調：「我們設計出一種能模擬人體自然環境，又能加快癒合過程的材料，為再生醫學開闢了無限可能。」