水凝膠——生物醫療技術的明日之星

你知不知道，我們日常使用的隱形眼鏡和化妝品中所用的水凝膠，可以在修補人體主要器官的過程上發揮重要作用？多年來，科學家煞費苦心研究如何令受損的細胞、器官及組織再生，而水凝膠便為再生醫學的發展帶來突破，全因科學家發現水凝膠聚合物網絡結構的高水份含量，有助人體器官與組織自我修復。

2019年，科大工程學院研究生黃嘉錢讀到化學及生物工程學系孫飛教授一篇有關智能水凝膠的論文，當中的真知灼見，迅即啟發嘉錢著手研究水凝膠在生物醫學上的巨大潛力。

「孫教授所研發的智能水凝膠屬於經基因改造的彈性蛋白質，成分與人體組織非常相近。」嘉錢一臉欽佩說道人。「這些特質除了有利現行的生物醫學研究之外，也為發展新一代療法鋪路。」

挑戰生物醫學工程學的極限

中學時期的黃嘉錢立志行醫，但公開考試成績不如預期，粉碎了他懸壺濟世的夢想。但塞翁失馬，焉知非福？嘉錢其後選擇於科大攻讀生物化學及細胞生物學，最終走進了生物科技的大世界。

取得學士學位後，嘉錢繼續攻讀科大獨有的科技領導及創業哲學碩士課程；這個課程專為有志將創新發明製成產品原型的企業家而設，嘉錢希望從中學習如何為不同生物科技產品開拓市場的技巧。

以三維結構組成的智能水凝膠能吸收大量水份同時不溶於水，其充足的水份能為組織與器官再生提供絕佳的微環境。此物料具有多種優勢和商業潛力，有機會為未來的醫療業帶來徹底改變。

嘉錢說水凝膠要發揮其醫療作用，必須具備高生物相容性，正如孫教授研發的智能水凝膠一樣。相比之下，傳統的水凝膠主要是由合成聚合物或動物膠原等生物提取物製成，容易在人體引起過敏及排斥反應。

嘉錢了解到智慧水凝膠的重大價值後，立即向孫教授提出加入研究團隊的請求。

孫教授隨後介紹嘉錢認識由他指導的兩位博士生王日和楊中光，並將水凝膠商業化的重任交到三人手上。孫教授的支持令嘉錢成功邁出創業之路的第一步，並令他在醫學界創一番事業的兒時夢想逐步實現，影響至深。

團隊成立之初，首要目標是盡可能發揮智能水凝膠的潛力。「使用蛋白質製作水凝膠的巧妙之處，在於借用大自然的生物多樣性。智能水凝膠為我們在物料設計、物料生物學和生物醫學應用上開創新思維。」孫教授說。

「理論上，智能水凝膠能盛載及傳遞幹細胞到達需要治療的受損器官，展開器官修復過程。因此，病人未來不一定只能選擇器官移植，也能考慮其他醫療方案。」孫教授興奮地說。

除了推動再生醫學的發展，智能水凝膠能因應外部刺激而改變特性，用於盛載及傳遞藥物時更有望提升藥物療效。「透過打針將水凝膠注射進人體後，我們可以用燈光照射注射的部位，讓藥物於受控的情況下在人體內慢慢釋放出來。」孫教授說。

夢想成真

在孫教授的指導下，三人在2019年創立生物技術初創公司 SPES Tech。團隊聚焦水凝膠的研究潛力，致力將水凝膠技術商業化，藉此為細胞培養等生物醫學研究項目帶來方便。

SPES Tech花費兩年時間埋首研發旗艦產品「LitGel」，最近更於深圳設立分部，監督「LitGel」的試產工序， 並暫定於2022年夏季開展大規模生產。

現時遊走於港深兩地的嘉錢，對團隊現階段的研發成果感到鼓舞，相信它能夠進一步提升大灣區內各界對於水凝膠試劑的興趣。「疫情驅使更多機構投入研究三維細胞培養與微型器官作治療用途，故區內對水凝膠試劑的需求正不斷上升。」他說。

SPES Tech的水凝膠產品能製造與人體相似的活體環境，有助研究員更有效及密切地觀察細胞在培養過程下的各種反應。此外，「LitGel」具備感光特性，是首種能使用光源安全地採集培養細胞的水凝膠，意味研究員能以非入侵方式採集經三維培養的細胞，將之用於更深入的實驗，同時確保細胞存活率。

「這些細胞培養模型也可簡化藥物效用的評估工作。它們可用於測試不同候選藥物，從中找出最有效的一種繼續研發。」嘉錢說。

由於水凝膠能顯著減省研究的時間成本，嘉錢相信這優點將會促進各種醫學研究的發展，如腫瘤學、再生醫學及新藥開發等等。更好的是，「LitGel」分為三支獨立包裝的試劑，讓研究人員可因應各自項目的需要靈活調整成分，調配最適合的試劑。

嘉錢與他的團隊努力推廣簡單、實用又富有彈性的細胞培養產品，成功贏得不少獎項及榮譽。2020年，他們在科大—信和百萬獎金創業大賽中勇奪冠軍，此前在2019年第五屆香港大學生創新及創業大賽中贏得創意項目大獎。團隊亦在不同初創培育計劃贏得一席之地，如科技界知名的默克中國加速器、香港科學園的生物醫藥科技培育計劃、香港貿易發展局的創業快綫，以及近期最新入選的前海深港青年夢工場。

然而，疫情持續，深港跨境物流運輸受阻，導致SPES Tech的企業成本上漲。嘉錢承認公司融資是目前面對的大難關：「對於不少潛在投資者和機構來說，要一時三刻了解細胞培養等深度科技發展帶來的長遠利益並不容易。我們正加倍努力籌措資金，以支持我們的工作繼續下去。」

創業初期，SPEC Tech也獲得科大技術轉移中心及創業基金提供的種子基金，以資助開設實驗室和購買設備。

「我們一開始就知道白手起家創立一間生物科技公司的艱難之處。」嘉錢說。「但事後回看，我也會選擇一樣的路，因為能將研究結果轉變為實際應用，帶給我無比滿足感。」

直至現在，嘉錢對孫教授的悉心指導仍然感激不盡，也有賴孫教授的龐大人脈網絡，讓團隊能認識不少業界領袖和合作夥伴，如利用水凝膠作三維血管系統培養研究的科大生命科學部吳若昊助理教授等。

「對於一介學生來說，初試創業可能是項十分嚇人的任務，但幸好孫教授一路上給予我大力支持，幫助我度過不少難關。」嘉錢感激地說。「孫教授只比我大幾年，我總覺得我們的關係像朋友多於師生。」

嘉錢目前在科大攻讀生物工程學博士學位，同時致力將實驗室裡更多研究成果帶進市場。未來，他和其他研究員希望能進一步擴展水凝膠的寬廣潛力，將它發展成為個人化藥物的有用工具，配合保健行業的最新趨勢。

「由播種到收成需要花不少時間，但我對水凝膠的前景充滿信心。」嘉錢堅定地說。