剑桥大学的一组研究人员正在重新想象慢性疾病的治疗。在尤苏夫·哈米德（Yusuf Hamied）化学系的奥伦·舍尔曼（Oren Scherman）教授的带领下，该小组开创了一种新的，敏感的生物材料，该材料模仿人体组织，并可以适应人体变化的化学反应，并有可能用作长期疾病的有效疗法。
生物材料可以属于许多类别，包括陶瓷，金属和聚合物植入物，并且越来越先进。生物材料通常用于替换身体的部分（通常是关节）或恢复心脏功能：例如，在旁路手术中取代心脏瓣膜和血管。
最近，随着剑桥大学领先于整个科学文献的生物材料的发展，人们越来越重视。例如，剑桥医疗材料中心已经开发了心脏组织脚手架，为心脏肌肉的再生维修提供了新的潜力。但是，舍尔曼研究小组所做的工作可能会推动药物输送系统的新未来。
“但是，舍尔曼研究小组所做的工作可以推动药物输送系统的新未来”
该团队开发了一种生物材料，可以根据体内的pH变化来改变其机械性能。该材料由聚合物组成 – 分子的长链，这些分子被动力学锁定在一起。该材料可以装有特定于特定慢性病的药物。当环境的pH变化时，分子的“锁定”做出了反应。这意味着，随着酸度在炎症时期的增加，材料变成果冻状，从而触发了其中包含的药物的释放。该材料似乎也是人类组织的绝佳模仿，因此被称为“人造软骨”。
它显示出巨大潜力的一个区域是治疗某些类型的关节炎。关节炎影响英国6人中有1人，症状包括疼痛，疲劳和不动。关节炎的关键类型包括骨关节炎和类风湿关节炎（RA），这是一种经常影响年轻人的自身免疫性疾病。 RA会导致关节中软骨和骨骼的炎症，肿胀以及其他器官中的问题。
目前，RA的主要治疗选择是改良疾病的抗毒药（DMARD）和生物药物，这些药物阻止了免疫系统对某些关节的攻击。但是，这些免疫抑制剂是非常强大的药物，包括用于癌症化学疗法的一些相同的药物，因此具有许多副作用。 RA的痛苦症状由止痛药和抗炎药控制，这些止痛药将在人造软骨中使用。
“这些材料在体内出现问题并通过在需要的地方提供治疗而做出反应时，这些材料可以’感知’”
人造软骨的目的不是对关节炎的治疗作用，而是为许多人提供对身体自身化学反应的方式遭受缓解的救济。 “当体内出现问题并通过在需要的地方提供治疗时，这些材料可以’感觉’。这可能会减少重复剂量的药物，同时改善患者的生活质量，”第一作者Stephen O’Neill希望Stephen O’Neill。
那么人造软骨的下一步是什么？到目前为止，仅通过将荧光染料注入材料中以模仿药物，才在体外的实验室测试中检查了pH敏感的材料。下一步将是在活动物中测试生物材料，以确认在人类进行广泛的临床试验之前，药物释放机制成功并提高安全性。
奥尼尔（O’Neill）不仅旨在改善关节炎患者的生活，还说：“这是一种高度灵活的方法，因此我们可以从理论上纳入快速作用和缓慢作用的药物，并且可以持续几天，几周甚至几个月的单一治疗方法。”
这些特性意味着该材料也可能是癌症治疗的理想选择。由于癌细胞中葡萄糖代谢异常，许多肿瘤会产生一个酸性环境，例如发炎的关节。由于可能同时治疗癌症和关节炎的实用性，该团队有望使用这种新的，再生的生物材料为医疗做出很大的贡献。
梅尔维尔实验室研究团队对自己的成功以及将来其他未来响应式生物材料的使用充满热情，Scherman说：“一段时间以来，我们一直有兴趣在关节中使用这些材料，因为它们的特性可以模仿软骨的材料。但是，将其与高度针对性的药物交付结合在一起是一个令人兴奋的前景。”
