一个长期存在的挑战是如何配制蛋白质和疫苗，以保持在储存和运输过程中的功能，并消除冷链管理的负担。
任何解决方案必须是实际可行的使用，与蛋白质释放或应用使用临床相关触发。先进的生物疗法是冷分发的，使用大量能源，限制了在资源匮乏国家的公平分配，并使用户承担正确储存和处理的责任。冷链管理是目前蛋白质运输的最佳解决方案，但需要大量的基础设施和能源。例如，在研究实验室，一个零下80摄氏度的冰箱每天消耗的能量相当于一个小家庭1。在生物(蛋白质或细胞)疗法和所有疫苗中，75% 需要冷链管理; 自2015年以来，临床试验中冷链管理的成本增加了约20% ，反映出这种复杂性。现在需要定制的配方和辅料，海藻糖2、蔗糖或聚合物3被广泛使用，它们通过取代表面水分子来稳定蛋白质，从而降低热力学变性的可能性; 这使得冷冻干燥蛋白质和冷冻蛋白质都成为可能。例如，人类乳突病毒疫苗需要铝盐佐剂才能发挥作用，但这些佐剂会使其在抗冻融过程中不稳定，从而导致非常复杂和昂贵的供应链。其他的想法包括蛋白质的加工和化学修饰。简而言之，蛋白质稳定化是一个挑战，没有通用的解决方案。
为了解决这个问题
，Dave J. Adams教授
设计了一种
坚硬的水凝胶
，即使在50摄氏度的温度下也能稳定蛋白质的热变性，而且与现有技术不同的是，它可以通过机械地从注射器中释放出纯净的、无赋形剂的蛋白质。
在不影响释放机制的情况下，大分子可以以10% 的重量负载。
这种独特的稳定和无赋形剂释放协同提供了一个实践。
考虑热蛋白失活的途径表明，不可逆聚集，而不是化学降解或解折叠，是活性丧失的主要机制。例如，简单的机械刺激(摇动)胰岛素会导致聚集成淀粉样蛋白类型的纤维，失去功效和生物利用度，
而基因疗法 Zolgensma 只有14天的保质期，不能被搅动，必须保留在2-8 °C
。显然，这是一个更广泛使用的障碍。重组人干扰素 β 聚集导致多发性硬化患者的免疫原性。新兴的基于抗体的治疗方法在其生命周期的所有阶段都存在聚集的问题，需要复杂的制剂过程。
其他人已经开发出具有海藻糖侧链的合成聚合物用于蛋白质稳定化，使得冷冻干燥和加热稳定化成为可能，但是共轭降低了活性。然而，对于许多治疗应用，使用多步合成化学和纯化的聚合物的共价缀合是不切实际的，并且需要为每种材料寻求监管批准，从而大大增加了临床翻译的障碍。这是一个广泛的问题，意味着任何储存的蛋白质最终与其稳定剂混合，而不是蛋白质在缓冲液中的理想溶液。基于聚乙二醇的完全可逆的水凝胶(PEG)已经出现，以保护不同的蛋白质免受热应激11,12和信使 RNA 制剂已经稳定在可溶性基质13。同样，防止冰晶生长的冷冻制剂抑制蛋白质聚集14。然而，在每种情况下，这些凝胶都是基于新的化学实体(因此对人类使用具有实质性的障碍) ，可能需要化学刺激(pH，糖)来释放蛋白质，实际上必须由用户给药，并且需要超过1小时才能释放蛋白质。虽然有效，这些策略导致蛋白质与凝胶形成成分混合，这需要单独的批准和严格的安全性评估，然后才适合人类使用。即使是基于聚乙二醇的材料也对频繁接触有免疫学方面的担忧。
一个理想的生物储存和运输溶液将(1)消除或减少冷链要求; (2)广泛适用; (3)在递送的蛋白质溶液中有零个或最少的辅料; (4)不需要复杂的化学触发释放; (5)耐受高达100毫克毫升的高负荷。在这里，我们使用一个简单的、低资源的策略来解决这些问题。我们表明，低分子量超分子凝胶网络可以物理捕获蛋白质，从而防止不可逆聚集，因此在高达50 °C 的温度下保持功能至少4周。在施加压力使凝胶溶液通过注射器过滤器时，纯的非聚集的均质和功能性蛋白质释放出来，所有辅料都被捕获在过滤器中，确保只有蛋白质和缓冲液被递送。这从根本上不同于以前的方法，需要化学触发或稀释，因此不提供纯蛋白质。
可以通过低分子量凝胶剂(LMWG)的自组装形成凝胶。这些小分子自我组装形成长的纤维结构，它们缠绕在一起形成一个三维网络。这些凝胶往往非常坚硬，但在低应变破裂。这种低应变的断裂被广泛地描述为这些系统的缺点。
Dave J. Adams教授
利用这种特性，使机械触发均匀的蛋白质输送，达到非常惊人的效果。
