新加坡——在疾病治疗开发过程中，传统方法通常在培养皿中对细胞进行药物测试，但这类实验室设备使用的坚硬无菌塑料无法准确模拟人体内部环境。
如今，新加坡国立大学牙科学院的研究人员开发出能够随时间变化的"活体"实验室模型，其特性与真实人体组织相似。这项技术有望使治疗方法的开发过程更廉价、更安全、更有效，并加速患者获取治疗的进程。
该方法采用先进的水凝胶基础系统——一种能模拟人体组织的软性材料。人工智能被用于设计这些生物材料，使其围绕细胞预期行为进行构建。这使科学家能在动态演化的环境中研究治疗方法，例如观察发炎组织在数天内酸度变化及其在不同阶段对治疗的差异化反应。
新加坡国立大学牙科学院在声明中表示，此举解决了生物医学研究中的长期难题——测试通常在过度简化的实验室模型中进行，无法反映人体组织的真实行为模式。"这些传统系统往往无法预测实际效果，导致研发周期漫长并持续依赖动物实验，"该学院表示。
新加坡国立大学牙科学院副教授文尼修斯·罗萨向《海峡时报》解释，鉴于人体60%以上由水分组成，富含水分的水凝胶能更准确地模拟体内环境。领导六人研究团队的罗萨教授强调："我们不是培养皿。"
罗萨教授表示，该团队自2015年以来分阶段推进水凝胶相关研究。他补充道，团队自主研发的AI模型基于真实世界数据，可精准确定水凝胶材料的精确成分组成。这使得生物材料能围绕预期的细胞行为进行设计，使科学家能在各种条件和人口统计特征下，以及在动态环境中研究治疗方法。
生产完成后，这些生物材料在新加坡肯特岗国家口腔健康中心的新加坡国立大学牙科学院实验室，接受强度、柔韧性等多特性测试。
今年3月，原籍巴西的罗萨教授获得国际牙科、口腔和颅面研究协会（IADR）与消费医疗公司Haleon联合颁发的IADR口腔护理创新奖。该奖项在IADR第104届美国圣地亚哥年会上颁发，旨在表彰具有改善群体口腔健康潜力的重大突破性创新。
罗萨教授与其他两位获奖者各获5万美元（约合6.4万新元）奖金，用于通过创新化合物、生物材料或设备的开发推进口腔护理项目。
新加坡国立大学牙科学院表示："这一认可凸显了新加坡作为具有全球影响力的尖端生物医学创新中心的日益重要地位。"
罗萨教授指出，该技术的影响远超牙科领域。尽管最初在牙髓（牙齿最内层包含结缔组织、神经和血管的部分）进行试验，但该方法可用于构建模拟人体其他组织的水凝胶。
"我们可以拓展至软骨、牙龈和骨骼，"罗萨教授说。他补充道，技术完善后，团队将研究其在模拟癌症患者细胞方面的应用。他表示已有公司对探索其商业应用表示兴趣。
罗萨教授强调，这项创新有潜力彻底变革医疗行业。"我认为该领域将经历前所未有的转型，而我们将成为其中一员。"
水凝胶正被广泛探索用于多种用途。2025年8月，包括北海道大学和深圳大学在内的多家研究机构在《自然》杂志发表研究，展示了一类新型超强粘附性水凝胶的发现成果——即使在水下仍能保持粘性。研究者表示，这些生物材料可用于深海机器人或作为医疗手术的外科粘合剂。
扎基·阿卜杜拉是《海峡时报》记者，主要负责健康领域报道，同时偶尔涵盖科学、环境、科技及穆斯林事务。
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