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  絲素蛋白(Silks fibroin ，SF)因其優異的生物相容性、高機械強度、良好的彈性和生物降解性而受到越來越多的關注。然而，傳統的SF支架力學性能不可逆，對固體界面的粘附能力不足，對應用環境的響應能力不足，阻礙了其在再生醫學中的應用。 SF可以通過氨基酸側鏈進行化學修飾，得到甲基丙烯酸化絲素蛋白(Sil-MA)。 Sil-MA保留了SF的優良特性，如良好的生物相容性和低免疫原性。重要的是，它具有作為水凝膠制造時所需的光響應特性。Sil-MA材料的出現使得基于Sil-MA類型的各種支架的開發取得了快速的進展，它們可以模仿天然組織的結構和功能特征。使用Sil-MA已經進行了大量的研究，并成功地實現了商業化。

圖1 基于光交聯甲基丙烯酸化絲素蛋白支架在再生醫學的應用

  近期，北京航空航天大學劉海峰教授團隊就基于Sil-MA的支架在再生醫學中的應用進行了深入的討論和梳理(圖1)，論文以“Recent advances in photo-crosslinkable methacrylated silk (Sil-MA)-based scaffolds for regenerative medicine: A review”為題發表在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊上。這篇綜述重點系統地介紹了基于Sil-MA的各種支架的合理設計和生物制造策略，并且總結了Sil-MA在再生醫學中的研究進展及未來發展方向。

  該綜述從基礎的Sil-MA的合成和特性出發，首先著重介紹了Sil-MA的四種合成方法并進行了比較。隨后，介紹了Sil-MA可通過控制其合成和加工的條件來調節其特性，從而實現不同程度的甲基丙烯酰取代，得到具有不同性質的Sil-MA。由于Sil-MA的光聚合特性， Sil-MA可以開發形成水凝膠。Sil-MA光聚合水凝膠因其侵入性小、光固化速度快、細胞毒性小以及在水凝膠結構中對材料性能的高可控性而備受關注，已廣泛應用于藥物傳遞和組織工程領域。作者結合相關研究工作介紹了Sil-MA的水凝膠的物理化學性質。通過改變甲基丙烯酰取代度、Sil-MA溶液濃度、引發劑濃度，可以控制Sil-MA水凝膠的物理性能，包括力學性能、孔徑、孔隙率、膨脹比等。特別地，基于Sil-MA的水凝膠可以制成任意形狀的水凝膠來填充缺陷的幾何形狀。其中使用Sil-MA已經進行了大量的研究，并成功地實現了商業化。本文將從以下幾個方面全面介Sil-MA水凝膠的發展大大拓寬了應用范圍。通常，Sil-MA水凝膠具有可注射性、可打印性和原位凝膠性。文章中作者還進一步詳盡介紹了基于Sil-MA的水凝膠的制備策略以及分類例如可注射水凝膠(圖2A)，互穿網絡結構水凝膠(圖2B)和生物打印水凝膠(圖2C)。

圖2基于Sil-MA的水凝膠示意圖。 (A)可注射水凝膠。 (B)互穿網狀結構水凝膠。 (C) 3d打印水凝膠。

  論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128031

論文作者/通訊作者簡介：

  何西：北京航空航天大學，生物與醫學工程學院，生物醫學工程專業，2021級博士研究生，研究方向為組織工程，控釋和功能化生物材料。

  北京航空航天大學劉海峰教授

  博士生導師，教育部新世紀優秀人才，“十四五”國家重點研發計劃診療裝備與生物醫用材料重點專項指南編制專家組成員，中國生物材料學會康復器械與生物材料分會委員、中國解剖學會血管分會委員、中國研究型醫院學會運動醫學專業委員會委員、中國醫藥教育協會航天醫學專業委員會委員。主要從事生物醫用材料的研究開發和臨床應用、干細胞的培養與分化、藥物控釋和基因載體的研究。先后主持中央在京高校重大成果轉化項目、國家科技支撐計劃課題和多項國家自然科學基金項目。在本領域主流期刊發表SCI論文90余篇，獲得授權國家專利3項。

  下載：Recent advances in photo-crosslinkable methacrylated silk (Sil-MA)-based scaffolds for regenerative medicine: A review  提取碼：pksj