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四川大学李建树教授课题组在生物矿化涂层材料领域取得突破
2018-06-25 来源:中国流变网    点击次数:71次    

  组织、器官的缺失或功能障碍严重危害人类身心健康。其中,由创伤和疾病造成的硬组织缺损发生率较高。传统骨移植等治疗方法会增加创伤且组织来源不足,因而研发新型硬组织修复材料成为生物医学材料科学领域的重要工作。目前临床上经常使用喷涂羟基磷灰石涂层的方法增加硬组织植入材料的生物相容性和骨整合性,然而,在长期植入过程中,该涂层与基底材料的界面附着力不足,容易脱落并造成植入失败。

  在前期工作中,李建树教授团队通过对口腔中唾液获得性膜的研究,制备了受其功能启迪的短肽序列修饰的树枝状高分子材料DDDEEKC-PAMAM,该材料对于任意生物矿物表面具有良好的吸附作用并可进行多种进一步的功能修饰(Chem. Mater. 2017, 29, 5663?5670)。

  近期李建树教授团队通过与吉林大学陈志俊教授团队合作,运用基因工程的方法将DDDEEK序列融合进入大肠杆菌分泌的纤维化蛋白CsgA。在IPTG诱导下使细菌BL21-Gold (DE3) 能够表达CsgA-DDDEEK。CsgA-DDDEEK涂层材料能够普适性地黏附在金属、无机、聚合物等任意材料表面,有效诱导生物矿化,形成具有很强界面结合力的生物活性羟基磷灰石层。通过选用Ti6Al4V骨螺钉植入动物体内,发现具有该涂层的骨螺钉在12周的植入期后,在界面成骨性和骨整合性方面均显著优于传统喷涂羟基磷灰石涂层的植入体。

图1. CsgA-DDDEEK涂层材料的制备与诱导生物矿化层示意图。

图2. CsgA-DDDEEK能普适性黏附在金属、无机和聚合物材料表面。

图3. CsgA-DDDEEK能够诱导具有强界面附着力的生物矿化涂层,并粘附细胞。

图4. 植入12周后,具有该涂层的骨螺钉展现了良好的界面骨诱导和骨整合能力。

  这一工作最近发表于国际知名学术期刊Advanced Functional Materials (IF=12.124),杨潇博士生是该论文的第一作者,李振华博士生为共同第一作者。李建树教授陈志俊教授为本文的共同通讯作者,四川大学为本工作的第一单位。该项工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。

  论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.201802730

 
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