如何借助分子和材料的設計來模擬細胞外基質的動態特性是生物材料和生物醫學領域發展的關鍵問題之一。首先，深入研究、進而模擬細胞外基質的動態性能對各種生理和病理的探索具有重要指導作用；其次，具備動態特性的、可動態結合生物活性分子的智能生物材料表界面已經在實時細胞生物學、生物傳感、組織工程再生醫學以及醫學診療領域展現出非常誘人的應用前景。因此，通過生物分子的動態修飾，構建具有動態活性的智能生物材料表界面(即，動態生物活性界面材料)具有極其重要的理論研究和應用價值。
近日，江蘇大學材料科學與工程學院潘國慶教授在ACS旗下頂級刊物《Accounts of Chemical Research》(化學研究述評)上撰寫了題為：Dynamic Synthetic Biointerfaces: From Reversible Chemical Interactions to Tunable Biological Effects (動態生物活性界面：從可逆化學作用到可控生物學效應) 的綜述論文(Acc. Chem. Res., 2019, DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00604)。該論文重點闡述了潘國慶教授近年來通過可逆化學策略在動態生物界面材料領域做出的諸多系統性研究工作（圖1）。
圖1. 動態生物活性表界面材料的可逆化學構建
潘國慶教授一直專注于智能高分子生物材料表界面的研究工作，以模擬生理環境的刺激響應性、拓展生物功能多樣化以及生物應用廣泛性為出發點，創新性地將多種可逆的化學作用(1. 可逆共價化學作用；2. 分子印跡可逆識別作用；3. 動態金屬配位化學作用) 用于生物活性分子的表面功能化，成功地在生物材料界面實現多種細胞行為的可控調節，并探討了此類智能表界面材料在生物醫學領域中的多種應用潛能（圖2）。
圖2. (a) 基于苯硼酸酯可逆共價化學的動態生物活性界面材料在實時細胞生物學和腫瘤細胞分離中的應用; (b) 基于苯甲酰亞胺可逆共價化學的納米動態生物活性界面在腫瘤靶向化療中的應用; (c) 基于多肽印跡化學合成受體可逆識別作用的動態生物活性界面材料在實時細胞生物學和組織工程中的應用; (d) 基于金屬配位化學的“半動態”生物活性界面在醫用鈦合金材料表面功能化中的應用。
相關研究成果發表了多篇高水平論文，如：J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 6203; Chem. Commun., 2015, 51, 644; Angew. Chem. Int. Ed., 2018. 57, 7878; Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1605985; Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 5574; Small, 2018, 4 (13), 1703968; Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 1511; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 15959; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 15078等。上述一系列工作巧妙地借助化學策略在生物材料表界面實現了動態的生物學效應，所提出的分子策略受到國內外同行的廣泛關注和采納，有望為生物材料的仿生設計以及生物系統的反饋性研究提供新的思路。
該研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目的支持。
論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.accounts.8b00604
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