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蚕丝启发的一类抗粘附和抗植入异物反应新材料

蚕丝是广为人们熟知的天然材料,具有低免疫性优点。那么,是否可以模拟蚕丝的分子结构,设计一种具有低免疫原性的材料,从而应用在生物医学领域呢?近日,华东理工大学刘润辉教授(点击查看介绍)课题组报道受蚕丝蛋白启发,设计获得了一类新型抗粘附抗植入异物反应高分子材料——聚β-丝氨酸


近年来植入生物材料和器械发展迅猛,越来越多的产品用于临床。然而,当这些生物材料或医疗器械植入人体内后,蛋白、细胞、血小板和微生物在材料上的粘附将导致血栓、感染或异物反应等一系列严重后果,造成病人的痛苦和植入材料功能丧失。因此,生物粘附和异物反应是制约生物材料发展的一大障碍,尽管聚乙二醇(PEG)是广泛应用的抗粘附材料,但PEG在体内氧化降解和超出人们通常认知的免疫原性限制了其使用。


刘润辉课题组研发的聚β-丝氨酸具有结构简单、生物相容性好、体内稳定的特点,聚β-丝氨酸修饰的表面能够高效抵制多种蛋白吸附、血清污染、细胞、血小板和多种微生物粘附;聚β-丝氨酸水凝胶植入小鼠体内1周到3个月后未发现明显异物反应,明显优于出现显著异物反应的PEG植入对照组。优异的性能让聚β-丝氨酸有望用于解决临床中普遍存在的植入材料异物反应难题,成为PEG的替代品,在植入材料/器械、药物递送、检测等多个相关领域有着广阔的应用潜力。


这一成果近期发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上,文章的第一作者是华东理工大学博士生张东辉刘润辉教授是单独通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、科技部等基金的资助。


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Silk‐inspired β‐peptide Materials Resist Fouling and the Foreign‐body Response

Donghui Zhang, Qi Chen, Wenjing Zhang, Hengjiang Liu, Jianglin Wan, Yuxin Qian, Bing Li, Songchao Tang, Yu Liu, Shengfu Chen, Runhui Liu*.

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202000416


刘润辉教授简介


国家级人才、华东理工大学特聘教授。2009年在美国普渡大学(Purdue University)化学系获博士学位;2009年至2014年先后在美国加州理工学院(Caltech)和威斯康星大学-麦迪逊(UW-Madison)开展博士后研究,2014年底至今任华东理工大学材料科学与工程学院教授、博导。主要研究方向为合成聚合物作为药物和医用生物材料的探索:通过模拟宿主防御肽研究尝试解决耐药微生物感染和微生物耐药性的挑战、解决医疗器械和生物材料相关感染难题;通过模拟细胞外基质蛋白/多肽研究促细胞粘附和组织再生新材料;通过模拟蚕丝蛋白研究抗粘附和抗植入异物反应新材料。


以通讯作者在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等学术期刊上发表研究论文多篇。课题组招收博士、硕士研究生和博士后,课题组开展交叉领域研究,欢迎对有机合成、高分子合成、生物、微生物、肿瘤、免疫等任一方向有兴趣的同学加入课题组。


https://www.x-mol.com/university/faculty/17698


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