德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已经开发出制造纳米级凝胶材料或纳米凝胶的新指南，可以提供多种治疗方法来精确地治疗癌症。除了能够响应肿瘤传递药物外，它们的纳米凝胶还可以靶向恶性细胞(或生物标志物)，降解为无毒成分并执行多种临床功能。

工程研究人员的纳米凝胶的最重要特征是其能够被许多生物活性分子化学修饰或“修饰”的能力。尽管它们具有相同的来源，但这些修饰使修饰后的纳米凝胶比任何其他现有技术都具有更多样化的物理和化学特性。这样的系统有可能针对特定疾病甚至个别患者量身定制，将来可能成为肿瘤学家的有用工具。

在最新一期的《科学进展》上发表的一项研究中，科克雷尔工程学院的生物医学工程系和麦凯塔化学工程系的研究人员概述了这些用于癌症治疗的多功能纳米凝胶的开发。经过一系列的化学修饰，纳米凝胶能够同时或依次执行以下操作：加载和释放药物，响应独特的pH环境，识别生物标记，将光转化为治疗性加热并表现出降解特性。

该研究小组由药物输送先驱尼古拉斯·佩帕斯(Nicholas Peppas)领导，该研究所是由UT药学院和戴尔医学院的生物医学工程和化学工程系教授进行的，为期四年，由UT的生物材料，药物输送和药物研究所进行。 Peppas指导的再生医学。

他们合成并纯化了含有天然生物分子中常见的羧酸化学官能团的纳米凝胶。这些官能团使研究人员能够将纳米凝胶修饰或化学偶联至生物活性分子，例如小分子，肽和蛋白质。需要修改的组合以定制纳米凝胶以用于靶向和对环境敏感的药物递送。

博士学位的约翰·克莱格说：“想到我们的纳米凝胶的一种方法就像是一块空白的画布。”在考克雷尔学院(Cockrell School)从事研究工作时的候选人，目前是哈佛大学的博士后。“未经修饰的空白画布无非是一些木材和织物。同样，纳米凝胶是一种简单的结构(由聚合物连接剂和水制成)。当它被修饰或修饰时，具有不同的生物活性基团，它保留了每个添加组的活动。因此，该系统可以非常简单也可以非常复杂。”

团队的模块化方法-将许多有用的部分组合成一个更大的整体-经常应用于其他工程系统，包括但不限于机器人技术和制造。得克萨斯州工程学院的研究人员已经应用了类似的逻辑(除了纳米级以外)来开发其纳米凝胶。

研究人员指出，他们的工作也可以作为“精密医学”方法的蓝图。在精密医学中，用微调剂量的靶向治疗药物治疗患者，靶向治疗药物的剂量应与患者的已知特征和诊断测试中确定的疾病相对应。

克莱格说：“如果像我们的纳米凝胶这样的纳米载体可用于精密医学应用，则它们必须具有足够的适应性，以满足每个患者的需求。”“我们相信，将基础纳米凝胶适应个别患者的独特特征并促进多种治疗方式的方法，与开发许多各自提供单一疗法的独立平台相比，具有优势。”

研究人员认为，他们的研究可以为正在开发用于精密医学应用的纳米级材料的科学家提供实用指南和概念证明。