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四川大學李建樹教授課題組在生物礦化涂層材料領域取得突破

2018-06-26 15:13:24 作者：本網整理來源：高分子科學前沿分享至：

組織、器官的缺失或功能障礙嚴重危害人類身心健康。其中，由創傷和疾病造成的硬組織缺損發生率較高。傳統骨移植等治療方法會增加創傷且組織來源不足，因而研發新型硬組織修復材料成為生物醫學材料科學領域的重要工作。目前臨床上經常使用噴涂羥基磷灰石涂層的方法增加硬組織植入材料的生物相容性和骨整合性，然而，在長期植入過程中，該涂層與基底材料的界面附著力不足，容易脫落并造成植入失敗。

圖1.CsgA-DDDEEK涂層材料的制備與誘導生物礦化層示意圖。

在前期工作中，四川大學李建樹教授團隊通過對口腔中唾液獲得性膜的研究，制備了受其功能啟迪的短肽序列修飾的樹枝狀高分子材料DDDEEKC-PAMAM，該材料對于任意生物礦物表面具有良好的吸附作用并可進行多種進一步的功能修飾（Chem. Mater. 2017, 29, 5663?5670）。

圖2.CsgA-DDDEEK能普適性黏附在金屬、無機和聚合物材料表面。

近期李建樹教授團隊通過與吉林大學陳志俊教授團隊合作，運用基因工程的方法將DDDEEK序列融合進入大腸桿菌分泌的纖維化蛋白CsgA。在IPTG誘導下使細菌BL21-Gold （DE3）能夠表達CsgA-DDDEEK。CsgA-DDDEEK涂層材料能夠普適性地黏附在金屬、無機、聚合物等任意材料表面，有效誘導生物礦化，形成具有很強界面結合力的生物活性羥基磷灰石層。通過選用Ti6Al4V骨螺釘植入動物體內，發現具有該涂層的骨螺釘在12周的植入期后，在界面成骨性和骨整合性方面均顯著優于傳統噴涂羥基磷灰石涂層的植入體。

圖3.CsgA-DDDEEK能夠誘導具有強界面附著力的生物礦化涂層，并粘附細胞。

這一工作最近發表于國際知名學術期刊Advanced Functional Materials （IF=12.124）。楊瀟博士生是該論文的第一作者，李振華博士生為共同第一作者。李建樹教授與陳志俊教授為本文的共同通訊作者，四川大學為本工作的第一單位。該項工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃的支持。