哈佛大学David J. Mooney教授团队 Science: PVA强韧水凝胶

背景：活体细菌疗法在临床应用中面临细菌逃逸和体内无序传播的挑战，现有物理隔离方法难以实现长期、安全的封存。研究目的：哈佛大学David J. Mooney教授团队开发一种兼具高刚度和高韧性的植入式活体材料，以聚乙烯醇水凝胶为骨架，内部封装基因工程改造的大肠杆菌，旨在实现细菌的长期完全封存，并赋予材料自主感知病原信号、按需释放治疗蛋白的功能。结论：该材料通过优化制备工艺，实现了约3兆帕的弹性模量和超过5000焦每平方米的断裂韧性，在小鼠体内长达6个月未检测到细菌逃逸，且在机械载荷下保持完整。在小鼠人工关节感染模型中，该材料能自动识别铜绿假单胞菌并释放抗菌蛋白，显著抑制病原体生长。该平台突破了传统水凝胶“刚性-韧性不可兼得”及工程菌长期封存逃逸的双重瓶颈，为活体疗法的临床转化提供了安全、长效的材料解决方案。