上海硅酸鹽所研制出新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基生物紙

　　羥基磷灰石是脊椎動(dòng)物骨骼和牙齒的主要無機(jī)成分，具有優(yōu)良的生物相容性和生物活性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。然而，由單一羥基磷灰石組成的材料通常脆性高，柔韌性差，難以加工成各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用所需的特定形狀。此外，在一些特定的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中需要使用柔性生物材料。為此，設(shè)計(jì)合成具有良好柔韌性和優(yōu)異力學(xué)性能的羥基磷灰石與生物高分子的復(fù)合材料具有重要的研究?jī)r(jià)值。殼聚糖是一種儲(chǔ)量豐富的天然高分子材料，具有良好的生物相容性、可降解性和抗菌性能，可用作止血?jiǎng)┖推つw傷口敷料以促進(jìn)血液凝固和傷口愈合。膠原蛋白是生物體中重要的有機(jī)成分，具有優(yōu)異的生物相容性和生物降解性，是一種優(yōu)良的生物材料。因此，將羥基磷灰石與生物高分子殼聚糖或膠原蛋白復(fù)合有望制備出性能優(yōu)異的生物材料。

　　最近，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)研制出具有良好柔韌性和優(yōu)異力學(xué)性能的新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基生物紙。該生物紙以羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線作為構(gòu)建材料，與具有良好生物相容性的天然生物高分子例如殼聚糖或膠原蛋白復(fù)合制備而成。所制備的生物紙具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如柔韌性好，生物相容性和生物活性高，力學(xué)性能優(yōu)異，羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的含量可在0~100 wt.%大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)控，可解決傳統(tǒng)生物膜羥基磷灰石含量偏低且力學(xué)性能差等難題，通過改變羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的含量可調(diào)控生物紙的表面潤(rùn)濕性、溶脹率、水蒸氣透過速率以及力學(xué)性能。該生物紙是一種性能優(yōu)異的新型柔性生物材料，有望應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如皮膚創(chuàng)傷修復(fù)、骨裂或骨折包扎固定、骨缺損修復(fù)、各種用途的醫(yī)用紙等。相關(guān)研究結(jié)果受到審稿專家的高度評(píng)價(jià)，作為外封面論文和非常重要論文(very important paper)發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《歐洲化學(xué)》上(Tuan-Wei Sun, Ying-Jie Zhu, Feng Chen, Chemistry-A European Journal, 23, 3850-3862 (2017))；另一篇論文發(fā)表在《亞洲化學(xué)》并入選封面論文 (Tuan-Wei Sun, Ying-Jie Zhu, Feng Chen, Yong-Gang Zhang, Chemistry-An Asian Journal, 12, 655-664 (2017))。相關(guān)研究工作申請(qǐng)發(fā)明專利一項(xiàng)。3月10日，Chemistry Views 以Multifunctional Biopaper 為題對(duì)羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線/殼聚糖復(fù)合生物紙的研究工作做了亮點(diǎn)報(bào)道。另外，研究團(tuán)隊(duì)成功研制出羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線/硅酸鎂/殼聚糖復(fù)合多孔骨缺損修復(fù)支架，可裝載治療藥物和生長(zhǎng)因子，促進(jìn)新骨和血管形成，在藥物緩釋和骨缺損修復(fù)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景 (ACS Applied Materials & Interfaces, DOI: 10.1021/acsami.7b03532)。該團(tuán)隊(duì)還研制出羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基復(fù)合水凝膠，具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景 (Journal of Colloid and Interface Science, 497, 266–275 (2017))。

　　相關(guān)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等資助。

　　圖1. 羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線/殼聚糖復(fù)合生物紙具有高柔韌性、良好的生物相容性和優(yōu)異的力學(xué)性能，并可用打印機(jī)彩色打印。該生物紙有望應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如皮膚創(chuàng)傷修復(fù)、骨裂或骨折包扎固定、骨缺損修復(fù)、各種用途的醫(yī)用紙等。相關(guān)研究工作作為外封面論文和非常重要論文(very important paper)發(fā)表在《歐洲化學(xué)》上。

圖2. 羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線/膠原蛋白復(fù)合生物紙的研究工作以封面論文發(fā)表在《亞洲化學(xué)》上。