构建诱导磷酸钙原位矿化的小分子肽自组装材料 - 恭喜邵亮、刘世长文章被ChemNanoMat接收
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发布时间：2022-04-02
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文章标题：构建诱导磷酸钙原位矿化的小分子肽自组装材料 - 恭喜邵亮、刘世长文章被ChemNanoMat接收
内容：
磷酸钙（CaP）是骨骼和牙齿的主要成分，其在细胞，组织等生物体内有机基质的调控和诱导下选择性地沉淀在特定的有机载体上发生矿化。近年来，通过模拟天然骨基质，人工仿生材料亦展现出了定向诱导CaP生物矿化的潜力。其中，基于聚合物的液相前驱体模板法，能引导CaP的生物矿化。所形成的CaP与天然骨骼的成分高度相似。与传统聚合物支架相比，基于小分子自组装的材料，因其始于单分子合成且由下而上的构建方式，往往具有更高的组分构造精确度从而实现更优越的性能可控性。基于此，我们与日本OIST的Zhang Ye教授课题组合作，设计合成了一种富含精氨酸的五肽自组装前驱体，其在生理环境下发生交联，可用来诱导CaP的原位生物矿化。所形成的矿化凝胶，展现出与天然骨基质高度相似的结构，同时还具有机械性能强，细胞粘附性好，毒性低等优点，有望作为新型的骨基质仿生材料，应用于软组织修复与骨再生等生物医学领域。
在不含磷酸根的情况下，小分子肽前驱体自组装形成纳米纤维。加入磷酸根后，精氨酸残基中的胍基与磷酸根产生静电相互作用，促进其进一步自组装形成纳米纤维网络，并得到负载磷酸根的自组装水凝胶支架。钙离子源的加入引发支架内部生物矿化并形成纳米尺寸的矿化物。XPS和XRD的结果揭示所形成的矿化物主要为无定形磷酸钙(ACP)和羟基磷灰石(HAP)的混合物。与仅负载磷酸根的水凝胶支架相比，矿化支架展现出更强的机械性能，在高应变剪切破坏后能恢复60%以上的机械强度。生物相容性实验结果显示矿化支架有很好的细胞粘附性能和较出色的生物相容性。通过该方法，课题组成员成功合成了仿天然骨基质的纳米纤维与无机矿物质交联的矿化凝胶，展示了小分子肽自组装材料在仿生设计与合成上可控性高的优势，有望应用于骨再生与修复等组织工程领域。
该工作发表2022年3月的ChemNanoMat上，入选Asian Women in Materials Chemistry and Nanoscience专刊。文章被WileyChem公众号转载报道。
ChemNanoMat是亚洲化学编辑学会（ACES）的官方期刊并由Wiley–VCH出版。作为材料化学领域的期刊新秀，ChemNanoMat主要发表所有化学纳米材料相关领域的科研成果，刊发包括论文全文、通讯和小综述等在内的各种内容。