在運輸這塊，我們面臨的問題很多很多，比如說液態(tài)物質(zhì)怎么運輸，易碎品又要怎樣注意包裝等，物品的運輸是保障貨物最基本的要求，所以今天我們就來了解一下運輸藥物這方面該怎樣解決。

藥物治療可以挽救生命，但同時也伴隨著意料之外的代價。為了減少這種伴生傷害，科學(xué)家們一直致力于尋找藥物傳輸系統(tǒng)的特異性：即通過藥物封裝技術(shù)，使其毒性物質(zhì)在到達(dá)病灶（如腫瘤、病變器官或感染點）后才釋放。

在1月15日出版的《自然·化學(xué)》中，美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們宣布他們已經(jīng)成功研制了一種基于生物材料的運載系統(tǒng)（即水凝膠）。該運載系統(tǒng)可以封裝目標(biāo)物，并能在特定的生理條件下釋放。這類生理條件包括酶或者腫瘤微環(huán)境所致的酸性條件等。至關(guān)重要的是，在水凝膠的合成過程中，其“溶解觸發(fā)器”可以很容易地“切斷”。這就使得研究人員可以針對特定的環(huán)境因素組合制備不同種類的水凝膠。

由華盛頓大學(xué)化學(xué)工程助理教授Cole DeForest領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊，依據(jù)上述原理，利用簡單的數(shù)學(xué)邏輯語句設(shè)計了這種新型水凝膠。“我們開發(fā)的模塊化策略可以使生物材料像自動計算機(jī)一樣工作，”DeForest教授說到，“我們設(shè)計的水凝膠可以根據(jù)所處環(huán)境進(jìn)行復(fù)雜的運算。這種基于邏輯的先進(jìn)做法是前所未有的，這將為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)指引出令人興奮的新方向。”

水凝膠中超過九成的組分為水，其余為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的生化聚合物。水凝膠可以用于運載諸多治療藥物（藥品、特殊細(xì)胞或信號分子），進(jìn)而用于藥物輸送或病人體內(nèi)3D組織工程移植。DeForest團(tuán)隊創(chuàng)新的關(guān)鍵點在于水凝膠的合成。當(dāng)研究人員在組裝包含生物材料的網(wǎng)狀聚合物時，他們也同時組裝了一道化學(xué)“交聯(lián)”的“門”。這道“門”只會對特定條件產(chǎn)生響應(yīng)，從而釋放水凝膠中封裝的物質(zhì)——這與只能用特定的鑰匙打開上鎖的大門非常相似。Deforest及其團(tuán)隊利用簡單的布爾邏輯原理（即依據(jù)輸入條件回復(fù)簡單的二進(jìn)制命令：YES（是）, AND（和）以及OR（或））構(gòu)筑了水凝膠“門”。

水凝膠在“裝配”特定的“是門”后，其本質(zhì)上就是處于被編碼狀態(tài)，它只會對特定的外界條件產(chǎn)生響應(yīng)。Deforest等也對“裝配”有多重類型“是門”的水凝膠進(jìn)行了測試，即水凝膠會在多重組合的環(huán)境條件下釋放運載的物質(zhì)。例如光和酶，還原劑或光，酶和光和還原劑等。水凝膠在“裝配”了更復(fù)雜的“門”后仍然可以運載目標(biāo)物——不論是熒光染料，還是活細(xì)胞，并且會在特定的多重組合條件下進(jìn)行釋放。

研究團(tuán)隊還對具有“和門（還原劑和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP））”的水凝膠對化療藥阿霉素的運載情況進(jìn)行了測試。研究人員將含有阿霉素的水凝膠和HeLa細(xì)胞混合在一起——HeLa細(xì)胞很容易被阿霉素殺死。只有當(dāng)研究人員同時加入打開“和門”的還原劑和MMP時，水凝膠才會破裂，HeLa細(xì)胞才會被殺死。

Deforest說道：“我們希望將布爾邏輯原理應(yīng)用于水凝膠設(shè)計，以制備真正意義上的智能藥物運載系統(tǒng)和組織工程工具。在應(yīng)用這一設(shè)計原理的過程中，唯一能限制我們的只是想象力。”

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