生物材料周刊 | 丁建东、张胜民、陈新、付俊、孙涛、全大萍、王江林、汪泱等最新前沿技术每周精选（第4期）

奇物论

2020-04-01

以医疗为目的，用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料被称为生物材料。

下面，奇物论编辑部对上周部分生物材料的报道进行收集，总共为10篇，供大家学习交流。

本期生物材料周刊主要内容有：

一.  组织再生

二.  水凝胶

三.  超分子

一．组织再生

1.  ScienceAdvances：生物能量活性材料促进组织再生

细胞生物能量学(CBE)在组织再生中起着至关重要的作用。从生理上讲，增强的代谢状态有利于合成代谢生物合成和有丝分裂，从而加速再生。然而，到目前为止，对于实质性组织损伤的治疗，重新编程CBE的方法的发展一直是有限的。有鉴于此，华中科技大学的张胜民、伦敦帝国理工学院的MollyM. Stevens等研究人员，研究表明，与商品化的聚乳酸和磷酸钙陶瓷支架相比，使用生物能量活性材料(BAM)支架可以极大地促进承重性骨缺损兔模型的诱导修复。

HaomingLiu, et al. Bioenergetic-active materials enhance tissue regeneration bymodulating cellular metabolic state. Science Advances, 2020.

DOI：10.1126/sciadv.aay7608

https://advances.sciencemag.org/content/6/13/eaay7608?rss=1

2.  Adv.Sci.：小细胞外囊泡改善血管性痴呆

血管性痴呆(VD)是最常见的痴呆类型之一，但其内在机制尚不清楚，目前尚缺乏有效的药物治疗。在此，上海交通大学汪泱、邓志锋、李青等人应用胚胎干细胞来源的小细胞外囊泡(ESC-sEVs)可能为VD患者以及其它与衰老相关的疾病提供一种新的无细胞治疗工具。

GuowenHu, et al. ESC-sEVs Rejuvenate Senescent Hippocampal NSCs by ActivatingLysosomes to Improve Cognitive Dysfunction in Vascular Dementia, Adv. Sci.,2020.

DOI:10.1002/advs.201903330

https://doi.org/10.1002/advs.201903330

3.  ActaBiomaterialia：杂化纤维用于制备人工韧带

随着组织工程学的发展，人工韧带有望成为重建前交叉韧带(ACL)的材料。然而，ACL重建后骨内部分愈合不良严重阻碍了其在该领域的应用。在此，复旦大学陈新等人将生物活性粘土Laponite (LAP)引入再生丝素蛋白(RSF)纺丝原液中，通过湿法纺丝制备功能性RSF/LAP杂化纤维。然后将这些RSF/LAP杂化纤维编织成人工韧带，用于ACL重建。

QinglinDong, et al. Artificial ligament made from silk protein/Laponite hybrid fibers,Acta Biomaterialia, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.01.045

4.  Biomaterials：纳米纤维-水凝胶复合物对神经组织修复再生的影响

脊髓损伤会导致神经组织的长期丢失，因为损伤部位的内源性神经组织修复和再生是有限的。在此美国约翰·霍普金斯大学Hai-QuanMao、美国西北大学MartinOudega、中山大学全大萍等人设计了一种具有界面结合的可注射纳米纤维-水凝胶复合物(NHC)，以提供机械强度和孔隙率，并在成年大鼠脊髓挫伤模型上观察了其对修复和神经组织再生的影响。

XiaoweiLi, et al. The effect of a nanofiber-hydrogel composite on neural tissue repairand regeneration in the contused spinal cord, Biomaterials, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119978

5.  Biomaterials：外泌体模拟物作为工程化基因激活基质诱导原位血管化成骨

外泌体具有良好的生物相容性、高效的细胞内化能力和较大的载药量，在再生医学领域被认为是复杂细胞治疗和单基因/蛋白质药物治疗的有益补充。然而，其作为基因/药物载体的潜在应用受到极大限制的一个主要问题是纳米级外泌体的低产率。此外，静脉注射靶向性外泌体可能导致富血器官阻塞。有鉴于此，华中科技大学王江林、张胜民联合深圳市儿童医院王斌等人构建了一种特异的外泌体模拟物(EM)，用于促进体内血管化成骨。

YaoZha, et al. Exosome-mimetics as an engineered gene-activated matrix inducesin-situ vascularized osteogenesis, Biomaterials, 2020.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119985

6.  ACS AMI：可降解复合支架可二次植入冠状动脉

一种可生物降解的冠状动脉支架有望在血管重塑后消除永久植入材料的不良事件。生物可降解金属和可生物降解聚合物都被尝试作为新一代支架的基质。有鉴于此，复旦大学丁建东、深圳先健科技（Lifetech Scientific (Shenzhen)）公司DeyuanZhang、中国医学科学院北京协和医学院高润霖等研究人员，利用金属-聚合物复合材料，结合金属的高机械强度和聚合物降解速率可调的优点来制备生物可降解支架。

Xin Li, et al.Long-Term Efficacy of Biodegradable Metal–Polymer Composite StentsAfter the First and the Second Implantations into Porcine Coronary Arteries.ACS Applied Materials & Interfaces, 2020.

DOI：10.1021/acsami.0c00971

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c00971

二．水凝胶

7.  ACSNano：经皮给药，导电水凝胶递送药物新方式

皮肤是人体最外层的保护层，角质层使药物很难穿透皮肤。近年来，经皮给药领域一直致力于开发安全有效的方法，积极地通过皮肤递送有效的药物。在此，韩国首尔国立大学Nathaniel S. Hwang等人开发了一种离子导入经皮给药系统，用于有效地递送电可移动药物纳米载体(DNs)。

Young-HyeonAn, et al. Facilitated Transdermal Drug Delivery Using Nanocarriers-EmbeddedElectroconductive Hydrogel Coupled with Reverse Electrodialysis-DrivenIontophoresis, ACS Nano, 2020.

DOI:10.1021/acsnano.0c00007

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00007

8.  ACS.Appl. Mater. Inter：生物分子水凝胶用于止血和促进伤口愈合

构建具有高强度和生物相容性的生物分子水凝胶仍然是一个很大的挑战。武汉大学王行环教授、华中科技大学王江林教授和俄克拉荷马大学毛传斌教授合作设计了一种由CO₂气体介导的化学交联策略，该策略可以用于构建具有增强的械强度的纤维素/丝素水凝胶(CSH)，并能有效避免常规交联剂产生的毒性。

ZijianWang. et al. Green Gas-Mediated Cross-Linking Generates Biomolecular Hydrogelswith Enhanced Strength and Excellent Hemostasis for Wound Healing. ACS AppliedMaterials Interfaces. 2020

DOI:10.1021/acsami.9b21325

http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b21325

9.  AFM：基于水凝胶微粒的3D打印仿生支架用于细胞球体生长

对于3D生物打印，需要具有剪切稀化，适当屈服强度和快速自愈合的生物相容性水凝胶油墨。然而，缺乏具有出色可打印性和高结构保真度以及细胞相容性的理想3D生物打印油墨阻碍了用于组织工程的基于挤出的3D生物打印的进展。于此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所付俊等人开发了甲基丙烯酸壳聚糖（CHMA）和聚乙烯醇（PVA）混合水凝胶的新型自固化预交联水凝胶微粒（pcHμPs），并将其用作生物油墨，用于高保真度和生物相容性的3D挤出成型的支架。

Zhang,H., et al., Direct 3D Printed Biomimetic Scaffolds Based on HydrogelMicroparticles for Cell Spheroid Growth. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910573.

https://doi.org/10.1002/adfm.201910573

三.超分子

10.ACS Nano：追猎毒物！驻扎血细胞上的超分子捕获体内毒物

在中毒治疗中，血液净化对致死性毒物的有效清除仍然占主导地位。目前的策略主要依赖于吸附性清除剂，这些清除剂通常对吸附物没有选择性，由于解毒过程的被动性和不准确性，这可能会导致某些有毒物种的临床结果不佳。为此，复旦大学孙涛、Chen Jiang、Keyu Sun等人提出了一种积极、准确、个性化的解毒策略。

ChaoLi, et al. Supramolecular Hunter Stationed on Red Blood Cells forDetoxification Based on Specific Molecular Recognition, ACS Nano, 2020.

DOI:10.1021/acsnano.0c01119

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01119