浙江大学任科峰副教授和计剑教授《Biomaterials》：快速动态多孔海绵涂层实现定制化生物活性分子负载

2018-11-22 12:31:48 作者：本网整理来源：高分子科学前沿分享至：

近年来，负载生物活性分子的医用涂层成为研究的热点。通过局部对细胞及组织进行影响和调控，生物医用涂层能够实现特定的治疗效果，极大地提高植入医用装置的长期稳定性和治疗效果。然而，现有的常规聚合物涂层技术在实际的应用中，难以实现对生物活性分子高效的定制化负载；并且，常规的灭菌和存储等因素，也会对生物分子的活性造成毁灭性影响。设计新的涂层技术，为生物活性分子提供简便、温和与可定制化的负载模式，对于实现生物活性医用涂层在临床中的应用具有重大意义。浙江大学任科峰副教授和计剑教授，采用两亲性的三嵌段共聚物交联网络设计，制备了具有快速多孔结构转变性能的动态海绵涂层，可以简单高效和定制化实现生物活性分子负载。相关成果发表在权威期刊《生物材料》（Biomaterials 2019; 192:15-25. ）上。论文第一作者为博士研究生汪璟。

该团队设计和制备了一种聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯（PCL-PEG-PCL）三嵌段交联型共聚物，通过水溶胀-冷冻干燥的方法制备得到了微孔涂层（图1）。基于化学交联点以及结晶区的物理交联点提供的物理支撑，多孔涂层在常温下能维持其微孔结构；而当温度高于熔点时，晶区物理交联点的快速消失诱导涂层微孔结构发生快速自愈合过程（图2）。在40℃处理下，该过程大约需要10分钟；如提高到44℃，则只需要5秒左右。这种微孔结构的形成与愈合过程可反复多次实现。利用这一温度响应的快速自愈合性质，该团队实现了基于毛细作用的生物大分子高效和可控负载，并证明这种负载能维持生物大分子的生物活性，有效促进细胞的粘附与生长（图3）。基于这一温度响应动态多孔涂层平台，该团队提出一种具有后功能化能力的生物医用涂层策略，为实现生物活性医用涂层在临床中的应用提供了新技术。

▲图1：两亲性三嵌段聚合物动态多孔涂层的制备：通过水分子的渗透溶胀、冰晶生长致孔、冷冻干燥制备得到孔径分布均匀的多孔涂层。