生物材料在解決各種疾病問題、提高人類生活質(zhì)量中發(fā)揮了重要作用，尤其是原位生物材料的開發(fā)，為實現(xiàn)在動態(tài)生理條件下的精準(zhǔn)靶向治療提供了新思路。近日，南開大學(xué)余志林教授團(tuán)隊介紹了原位生物材料的概念及其設(shè)計原理，總結(jié)了以原位多肽組裝為代表的生物材料在癌癥治療、抗炎、抗菌、組織工程以及其他疾病治療中的應(yīng)用，并深入討論了原位多肽組裝面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展前景。該綜述以“In situ formulation of biomaterials for disease therapy: Recent advances in peptide assembly strategies”為題發(fā)表在期刊《Coordination Chemistry Reviews》上。在該工作中，作者首先介紹了原位生物材料的定義、設(shè)計原則、以及材料類型。隨后，重點介紹和分析了以原位多肽組裝為基礎(chǔ)的生物材料在癌癥治療、抗炎、抗菌、組織工程以及其他疾病治療中的應(yīng)用和發(fā)展方向。
圖1. 原位生物材料中原位位點、刺激源、原位反應(yīng)以及材料成分示意圖
圖2. 腫瘤組織的特征和癌癥原位治療劑的設(shè)計原則
圖3. 細(xì)菌感染組織的特征和原位治療劑的設(shè)計原則
圖4. 炎癥組織的特征和原位治療劑的設(shè)計原則
圖5. 損傷組織的特征和原位治療劑的設(shè)計原則
最后作者總結(jié)了原位多肽組裝在疾病治療中的巨大應(yīng)用價值和潛力，并進(jìn)一步分析了其在臨床應(yīng)用中的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和解決方法。首先，目前對于多肽結(jié)構(gòu)設(shè)計、刺激源以及病理特征之間的關(guān)系和理解十分有限，阻礙了原位生物材料的系統(tǒng)設(shè)計，與人工智能的結(jié)合可能會更有助于原位材料配方的精準(zhǔn)設(shè)計。其次，多肽組裝的原位構(gòu)筑依賴于生物標(biāo)志物的過表達(dá)，而患者的個體差異性對原位生物材料的普遍性提出了挑戰(zhàn)，應(yīng)開發(fā)更加穩(wěn)健精準(zhǔn)的反應(yīng)調(diào)控策略以滿足不同病理條件。第三，對原位生物材料的原位表征方法十分有限，使其更加依賴于溶液中的表征，因此應(yīng)建立離體表征與原位結(jié)構(gòu)之間的橋梁。第四，由于缺乏藥代動力學(xué)和生物安全性方面的研究，原位生物材料的臨床應(yīng)用受到阻礙，這是由于原位生物材料是原位形成的，且含有多種組成成分，各成分的降解動力學(xué)和途徑可能各有不同，因此開發(fā)高靈敏的高效分析方法可能有助于他們的臨床轉(zhuǎn)化。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010854524005976
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