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在线学术报告 潘国庆:人工ECM的表面动态仿生

澳门金莎娱乐网站:袁敏敏发布时间:2020-07-08

78日上午10:00-12:00,我们有幸邀请到江苏大学特聘教授、欧盟“玛丽?居里”学者潘国庆教授,依托“腾讯会议”在线为大家带来了题为——人工ECM的表面动态仿生的学术报告。围绕智能生物材料及其表界面相互作用的研究,潘国庆教授对其组内近年来的研究内容及成果进行了生动详细的介绍。

在生物体内,细胞膜表面受体与细胞外基质(extracellular matrixECM)内部活性配体之间的动态相互作用是各种细胞行为、生理和病理过程发生的关键。生物材料,作为人工的ECM,在与细胞相互作用时,其理想的状态应具备天然ECM的动态性能。如何借助分子策略和材料的仿生设计来模拟ECM的动态特性是生物材料和生物医学领域发展的关键基础科学问题之一。近年来,潘国庆教授课题组一直专注于智能生物材料表界面的研究,以模拟ECM内部活性配体的动态特性为生物材料表面仿生设计的中心,从生理响应性、生物功能和细胞行为调控的多样化、生物医学应用的需求出发,创新性地将多种动态可逆的相互作用用于材料表面的分子修饰,构建出可动态结合生物活性分子的ECM仿生表面,实现了多种细胞行为的表界面调控,并探讨了此类仿生动态表面材料在生物医学领域中的多种应用潜能。

1 动态活性表界面仿生设计及细胞行为调控

首先,潘国庆教授在整理总结现有动态活性表界面的研究状况后,发现存在以下关键问题,如1)生理响应性研究稀缺,2)动态分子策略缺乏多样性,3)细胞行为的调控单调,及4)生物医学应用研究亟待开发。针对上述问题,潘国庆教授课题组创新性地引入了以下三种相互作用1)可逆动态共价作用2)合成受体可逆识别作用及3)动态金属配位作用,并基于上述生物兼容的可逆分子相互作用在生物材料表面模拟ECM的动态活性。接着,潘国庆教授详细介绍了课题组三个主要研究方向和内容:第一,采用生理响应性的动态可逆共价作用(如糖敏感的苯硼酸酯键),构建了具有ECM动态活性的生物材料表界面,且此类细胞生物学研究可拓展为细胞分析的诊断技术;第二,通过仿生分子印迹受体的可逆分子识别作用(化学功能匹配和几何形状互补),构建了具有ECM动态活性的水凝胶表界面材料。如分子印迹纳米材料通过抑制血管生成素活性,抑制肿瘤细胞增殖。且相比于天然配体和受体数量种类有限性,分子印迹人工合成受体具有目标分子灵活性、分子修饰多样性的优势,从而实现了生物材料表界面动态修饰策略的多样化;第三,通过模拟金属蛋白酶中动态配位作用,以仿贻贝足蛋白分子的多重DOPA结构,巧妙实现医用金属植入材料表面的半动态生物功能化。如开发了新型贻贝仿生多肽用于血管支架表面功能化,此功能化的血管支架材料可抗凝血抗血栓,抑制SMCs过度增殖,及促进内皮细胞生长。

2 新型贻贝仿生多肽用于血管支架表面功能化

最后,潘国庆教授对上述内容进行了总结,通过动态的分子功能化策略来模拟ECM内部配体的动态性能,可在生物材料表面调控细胞行为,并实现相关生物学功能和效应,有望为生物材料的功能仿生设计、智能化发展以及生物系统的生理反馈性研究提供新的思路,在化学、材料与生命科学之间架起一座桥梁。报告结束后,参会师生积极提问,潘国庆教授一一详细解答,报告圆满结束。



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