Advanced Healthcare Materials: 多肽自组装技术在协同诱导蚕丝蛋白凝胶化方面的研究进展

近年来,蚕丝蛋白水凝胶材料因其含水量高、细胞相容性好、低免疫原性、可降解易吸收等优点,已逐渐发展成为一种新型的生物功能材料。但是蚕丝蛋白凝胶材料在制备和使用过程中还存在着凝胶能力弱,成型速度慢 (3-5天) 、所需样品浓度高 (5%-8%)、凝胶化条件苛刻、以及生物活性弱等缺点。因此寻找特定有效的方法来快速诱导蚕丝蛋白凝胶化,提高蚕丝蛋白水凝胶的结构稳定性,丰富其生物功能性是该领域的一个重要研究方向。

苏州大学材料与化学化工学部李新明课题组利用具有良好自组装特性的多肽小分子为诱导基元,通过多肽分子在蚕丝蛋白溶液中超分子自组装行为,以及多肽分子与蚕丝蛋白分子之间的超分子作用力,协同诱导蚕丝蛋白分子共自组装;并通过形成三维交联互穿纳米纤维网络结构,促进蚕丝蛋白分子快速凝胶化,形成结构稳定的蚕丝蛋白凝胶材料。多肽小分子的加入不仅起到改善蚕丝蛋白分子的凝胶化条件(pH = 7.4, 37 °C), 降低凝胶化浓度(2.0%),缩短凝胶化时间(20 分钟)的作用,而且还可以丰富蚕丝蛋白凝胶材料的生物功能性。例如,利用带有细胞黏附性的多肽自组装分子(NapFFRGD)在成功地诱导蚕丝蛋白凝胶化的同时,还通过RGD官能团的引入,提高了蚕丝蛋白凝胶材料的生物相容性和细胞黏附特性。通过与上海交通大学瑞金医院邓廉夫课题组合作,进一步验证了该凝胶材料还表现出诱导脊髓间充质干细胞定向分化的能力,并探讨了其在骨组织修复方面的应用潜力。

研究者相信,此项研究将会为进一步探索和制备蚕丝蛋白生物凝胶材料提供新的思路。相关论文在线发表在 Advanced Healthcare Materials ( https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201801043 )上。