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近日，中國科學院深圳先進技術研究院副研究員童麗萍、研究員王懷雨與香港城市大學教授朱劍豪等合作，成功研制出一種具有光熱響應的智能生物材料，該材料可用于促進骨缺損部位的再生修復。相關論文以Near-Infrared Light Control of Bone Regeneration with Biodegradable Photothermal Osteoimplant 為題發表在生物材料領域期刊Biomaterials(DOI:10.1016/j.biomaterials.2018.12.008)上。論文第一完成單位是深圳先進院，第一作者是童麗萍，通訊作者是王懷雨。
熱療是一種對正常組織損傷較小的傳統療法，自古代以來就被廣泛地用于治療諸多慢性疾病。然而常規的熱療方法受限于外部直接加熱傳遞效率低下的問題，治療效果較為有限。近年來隨著納米技術的快速發展，納米光熱治療已經成為腫瘤治療領域的一個研究熱點，具有適用范圍廣、選擇性強、操作簡便等顯著優點。
受腫瘤光熱治療研究的啟發，團隊基于前期與喻學鋒課題組在黑磷基生物材料方面的研究合作(Angew. Chem. Int. Ed. 55, 5003, 2016; Small 13, 1602896, 2017; Adv. Sci. 5, 1700848, 2018)，將黑磷納米片與可生物降解的醫用高分子PLGA相復合，制備出一種具有光熱響應作用的新型骨科植入材料。此種新型的復合生物材料僅需要添加0.2%的黑磷納米片，就能夠在肌肉組織覆蓋下具有較高的光熱轉化效果，甚至在植入大鼠骨缺損部位后仍對近紅外光照具有很強的光熱響應。研究團隊進一步研究發現，40~42℃范圍的局部光熱刺激就能夠顯著促進骨缺損部位的組織再生，而黑磷納米片的添加還能夠調控高分子基材的降解，因此可用作一種理想的骨科植入材料。在此項工作中，研發團隊還深入探討了光熱促成骨的分子生物學機制，為骨科植入材料的功能設計提供了一條全新思路。
該項研究得到國家自然科學基金、中科院青促會、深圳市孔雀團隊、中科院STS區域重點項目等的資助。
黑磷基復合生物材料：調控PLGA基材降解并且能夠在近紅外光照刺激通過光熱轉化作用實現微熱刺激成骨。 |
