如何借助分子和材料的設(shè)計來模擬細(xì)胞外基質(zhì)的動態(tài)特性是生物材料和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。首先，深入研究、進(jìn)而模擬細(xì)胞外基質(zhì)的動態(tài)性能對各種生理和病理的探索具有重要指導(dǎo)作用；其次，具備動態(tài)特性的、可動態(tài)結(jié)合生物活性分子的智能生物材料表界面已經(jīng)在實時細(xì)胞生物學(xué)、生物傳感、組織工程再生醫(yī)學(xué)以及醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域展現(xiàn)出非常誘人的應(yīng)用前景。因此，通過生物分子的動態(tài)修飾，構(gòu)建具有動態(tài)活性的智能生物材料表界面(即，動態(tài)生物活性界面材料)具有極其重要的理論研究和應(yīng)用價值。
近日，江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院潘國慶教授在ACS旗下頂級刊物《Accounts of Chemical Research》(化學(xué)研究述評)上撰寫了題為：Dynamic Synthetic Biointerfaces: From Reversible Chemical Interactions to Tunable Biological Effects (動態(tài)生物活性界面：從可逆化學(xué)作用到可控生物學(xué)效應(yīng)) 的綜述論文(Acc. Chem. Res., 2019, DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00604)。該論文重點闡述了潘國慶教授近年來通過可逆化學(xué)策略在動態(tài)生物界面材料領(lǐng)域做出的諸多系統(tǒng)性研究工作（圖1）。
圖1. 動態(tài)生物活性表界面材料的可逆化學(xué)構(gòu)建
潘國慶教授一直專注于智能高分子生物材料表界面的研究工作，以模擬生理環(huán)境的刺激響應(yīng)性、拓展生物功能多樣化以及生物應(yīng)用廣泛性為出發(fā)點，創(chuàng)新性地將多種可逆的化學(xué)作用(1. 可逆共價化學(xué)作用；2. 分子印跡可逆識別作用；3. 動態(tài)金屬配位化學(xué)作用) 用于生物活性分子的表面功能化，成功地在生物材料界面實現(xiàn)多種細(xì)胞行為的可控調(diào)節(jié)，并探討了此類智能表界面材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的多種應(yīng)用潛能（圖2）。
圖2. (a) 基于苯硼酸酯可逆共價化學(xué)的動態(tài)生物活性界面材料在實時細(xì)胞生物學(xué)和腫瘤細(xì)胞分離中的應(yīng)用; (b) 基于苯甲酰亞胺可逆共價化學(xué)的納米動態(tài)生物活性界面在腫瘤靶向化療中的應(yīng)用; (c) 基于多肽印跡化學(xué)合成受體可逆識別作用的動態(tài)生物活性界面材料在實時細(xì)胞生物學(xué)和組織工程中的應(yīng)用; (d) 基于金屬配位化學(xué)的“半動態(tài)”生物活性界面在醫(yī)用鈦合金材料表面功能化中的應(yīng)用。
相關(guān)研究成果發(fā)表了多篇高水平論文，如：J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 6203; Chem. Commun., 2015, 51, 644; Angew. Chem. Int. Ed., 2018. 57, 7878; Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1605985; Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 5574; Small, 2018, 4 (13), 1703968; Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 1511; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 15959; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 15078等。上述一系列工作巧妙地借助化學(xué)策略在生物材料表界面實現(xiàn)了動態(tài)的生物學(xué)效應(yīng)，所提出的分子策略受到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和采納，有望為生物材料的仿生設(shè)計以及生物系統(tǒng)的反饋性研究提供新的思路。
該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項目的支持。
論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.accounts.8b00604
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