在生物醫學科學領域,研究人員發現一種常見的土壤黴菌 Marquandomyces marquandii 可能成為未來生物醫學材料的基礎。這種黴菌通常被視為普通的分解者,但其顯著的特性顯示出它能夠生長成水膠。水膠是一種能夠保持水分並模擬人類組織柔軟度的材料。這一發現為組織再生、細胞支架或靈活的醫療設備的進步鋪平了道路。研究小組希望通過這一突破,能夠在生物醫學領域實現更大的應用潛力。
與其他容易失水的黴菌不同,M. marquandii 能夠生成厚實的多層水膠,這些水膠可以吸收高達 83% 的水分,同時在受到壓力時能夠恢復原狀。該研究的主要作者 Atul Agrawal 提到:“這是具有多層的水膠,可以肉眼可見,這些多層的不同孔隙度使其獨特。”這種水膠的特性使得它在醫療應用中具有極大的潛力,尤其是在需要模仿人類組織的情境下。
Agrawal 是機械工程的博士候選人,他與資深作者 Steven Naleway 一同研究用於工程的生物材料。Naleway 表示:“這種黴菌能夠生長出厚重的菌絲層,這正是我們所感興趣的。菌絲主要由幾丁質組成,這種物質與海洋貝殼和昆蟲外骨骼中的成分相似。”研究小組相信,菌絲的天然特性使其具備生物相容性和適應性,理論上,它甚至可以轉化為骨骼支架。
黴菌在科學界長期以來一直具有重要價值,曾為世界提供青黴素等改變生活的化合物。Naleway 和他的合作者現在將黴菌視為結構和生物醫學創新的前沿。他們與真菌學家 Bryn Dentinger 合作,對黴菌的菌絲進行了詳細的分類,這些菌絲在營養供應充足時會無限生長,並展現出獨特的強度和靈活性。Dentinger 指出:“隨著它們向前生長,它們會形成交叉牆,將很長的絲狀結構劃分為許多單獨的細胞。”這種生長能力使得黴菌能夠長期存活,只要周圍有足夠的營養供應。
在研究 M. marquandii 的水膠潛力時,研究人員的發現其實是一次偶然的結果。最初,他們是針對一種被認為是燃料污染的「煤油黴菌」進行研究,但其奇特的分層生長引起了他們的注意,Dentinger 隨後對該黴菌進行了正確的鑑定。他強調:“這凸顯了真菌學的現狀,因為我們對大多數黴菌的了解仍然非常有限,誤認是常有的事。”隨後的實驗證實,該黴菌在多次受壓後能夠恢復 93% 的形狀和強度,表現優於其他常見的研究物種如 Ganoderma 和 Pleurotus。
隨著對該黴菌的研究深入,Utah 大學的研究小組現在正在尋求專利保護,希望將黴菌水膠的應用從實驗室推向實際的生物醫學應用。這項研究的成果已發表在《Advanced Functional Materials》期刊上,為未來的生物醫學材料研究提供了新的思路和方向。




