組織、器官的缺失或功能障礙嚴(yán)重危害人類身心健康。其中，由創(chuàng)傷和疾病造成的硬組織缺損發(fā)生率較高。傳統(tǒng)骨移植等治療方法會增加創(chuàng)傷且組織來源不足，因而研發(fā)新型硬組織修復(fù)材料成為生物醫(yī)學(xué)材料科學(xué)領(lǐng)域的重要工作。目前臨床上經(jīng)常使用噴涂羥基磷灰石涂層的方法增加硬組織植入材料的生物相容性和骨整合性，然而，在長期植入過程中，該涂層與基底材料的界面附著力不足，容易脫落并造成植入失敗。
在前期工作中，李建樹教授團(tuán)隊(duì)通過對口腔中唾液獲得性膜的研究，制備了受其功能啟迪的短肽序列修飾的樹枝狀高分子材料DDDEEKC-PAMAM，該材料對于任意生物礦物表面具有良好的吸附作用并可進(jìn)行多種進(jìn)一步的功能修飾（Chem. Mater. 2017, 29, 5663?5670）。
近期李建樹教授團(tuán)隊(duì)通過與吉林大學(xué)陳志俊教授團(tuán)隊(duì)合作，運(yùn)用基因工程的方法將DDDEEK序列融合進(jìn)入大腸桿菌分泌的纖維化蛋白CsgA。在IPTG誘導(dǎo)下使細(xì)菌BL21-Gold (DE3) 能夠表達(dá)CsgA-DDDEEK。CsgA-DDDEEK涂層材料能夠普適性地黏附在金屬、無機(jī)、聚合物等任意材料表面，有效誘導(dǎo)生物礦化，形成具有很強(qiáng)界面結(jié)合力的生物活性羥基磷灰石層。通過選用Ti6Al4V骨螺釘植入動(dòng)物體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)具有該涂層的骨螺釘在12周的植入期后，在界面成骨性和骨整合性方面均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)噴涂羥基磷灰石涂層的植入體。
圖1. CsgA-DDDEEK涂層材料的制備與誘導(dǎo)生物礦化層示意圖。
圖2. CsgA-DDDEEK能普適性黏附在金屬、無機(jī)和聚合物材料表面。
圖3. CsgA-DDDEEK能夠誘導(dǎo)具有強(qiáng)界面附著力的生物礦化涂層，并粘附細(xì)胞。
圖4. 植入12周后，具有該涂層的骨螺釘展現(xiàn)了良好的界面骨誘導(dǎo)和骨整合能力。
這一工作最近發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊Advanced Functional Materials (IF=12.124)，楊瀟博士生是該論文的第一作者，李振華博士生為共同第一作者。李建樹教授與陳志俊教授為本文的共同通訊作者，四川大學(xué)為本工作的第一單位。該項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。
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