近年来，基于生物活性分子负载的生物活性医用涂层，通过促进细胞与基底材料的相互作用、调控细胞粘附增殖迁移凋亡等行为，为生物医用材料的多功能化提供了广泛的设计思想。然而，现有的涂层技术在实际的应用中仍然较难实现对生物活性分子高效的定制化负载，因而限制了其在日益兴起的精准治疗中的应用。设计一种通用的医用涂层平台，为生物活性分子提供简便、温和与定制化的负载模式，对于实现生物活性医用涂层在临床上的实际应用意义重大。浙江大学计剑教授、任科峰副教授研究团队，基于两亲性聚己内酯聚乙二醇聚己内酯（PCL-PEG-PCL, PCEC）三嵌段交联型共聚物网络，制备了具有超快自修复性能的动态多孔涂层，实现定制化可控的生物活性分子负载。相关成果发表在权威期刊《生物材料》（Biomaterials 2019; 192:15-25. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.10.038）上。论文第一作者为博士研究生汪璟。

在之前的研究中，具有动态微孔结构的多孔材料被逐渐应用到生物大分子的包埋和传递领域（ACS Macro Letters 2012; 1:697-700. Angew Chem Int Ed Engl 2012; 51:10800-3. Small 2017; 13）。其基本原理是利用微孔结构的毛细作用和较大的比表面积吸附功能分子溶液，随后通过外界刺激（如热、湿度等）诱导孔洞结构自修复从而实现对功能负载的包埋（J Control Release 2015; 206:20-9. Adv Funct Mater 2015; 25:7470-7.）。然而目前多孔材料的功能分子负载和孔洞结构修复需要相对较长的时间，严重限制了其在实际应用中的潜力。

在本研究中，该团队利用PCL-PEG-PCL交联网络的两亲性，通过水溶胀-冷冻干燥的方法制备得到了动态微孔涂层（图1）。基于化学交联点以及晶区的物理交联点提供的物理支撑，多孔涂层在常温下能维持其微孔结构；而当温度高于熔点时，晶区物理交联点的快速消失诱导涂层微孔结构发生快速自愈合过程（图2），并且该涂层可以实现多次微孔结构的形成与愈合过程。利用这一温度响应的快速自愈合性质，该团队实现了对生物大分子的高效、可控负载，并证明这种负载仿生能维持生物大分子的生物活性，有效促进细胞的粘附与生长（图3）。基于这一温度响应动态多孔涂层平台，该团队提出一种具有后功能化能力的医用涂层策略，为实现生物活性医用涂层在实际临床中的应用提供新的思路。

▲图1：PCEC动态多孔涂层的制备：通过水分子的渗透溶胀、冰晶生长致孔、冷冻干燥制备得到孔径分布均匀的多孔涂层。

 ▲图2：PCEC动态多孔涂层温度响应自愈合过程。

▲图3：PCEC动态多孔涂层实现高效可控生物活性分子负载。PCEC多孔涂层可实现定制化的生物活性分子负载；并且，通过调节吸附溶液的浓度可实现生物活性分子可控负载，而多孔结构闭合有利于延长生物活性分子的释放行为。

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961218307609

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