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  意外損傷或某些疾病造成的組織缺損是常見疾病，嚴(yán)重影響病人的身體健康和生活質(zhì)量。由于組織自我再生能力有限，對組織缺損修復(fù)成為臨床難題之一。近年來組織工程技術(shù)磅礴興起，為解決這一問題提供了新思路。種子細(xì)胞，細(xì)胞生長支架和生物活性因子是其三要素，其中支架是整個策略賴以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。但是通過外科手術(shù)植入組織工程支架進(jìn)行治療會在病人身體上形成較大創(chuàng)面，給病人造成額外的損傷。材料學(xué)家為解決上述問題提供了一種新型支架材料——形狀記憶高分子。它能夠在一定的條件下發(fā)生形變，固定為特定的臨時形狀，在接觸外界條件的刺激后，又可以恢復(fù)到初始形狀。醫(yī)生可以通過微創(chuàng)手術(shù)，將壓縮的組織工程支架放到病患的缺損部位，然后施加外界刺激，使其恢復(fù)形狀填滿缺損，幫助組織再生修復(fù)。但是目前常見的形狀記憶高分子所需的刺激條件如熱、 電、光、pH等，對人體組織有潛在的傷害，并且需要額外的設(shè)備，因而實(shí)際體內(nèi)應(yīng)用受到限制。

  針對上述問題，東華大學(xué)纖維材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室游正偉教授團(tuán)隊(duì)研制了一系列水響應(yīng)形狀記憶高分子及其組織工程支架。它們可以被壓縮到原體積的20%以內(nèi)，通過微創(chuàng)手術(shù)植入，然后在天然的人體體液環(huán)境中，水刺激下恢復(fù)到既定形狀，用于缺損組織修復(fù)。該系列水響應(yīng)形狀記憶支架和其他響應(yīng)類型的形狀記憶支架相比，具有對人體無害、操作簡單快捷，不需要額外設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。同時該系列高分子具有大量的可以供改造的羥基，可以進(jìn)行生物活性因子（比如骨生長因子BMP2）等功能化修飾改性。從而獲得生物活性水響應(yīng)形狀記憶組織工程支架。研究該系列材料具有良好的生物相容性和生物降解性，可促進(jìn)成骨細(xì)胞和心肌細(xì)胞等的生長，在骨修復(fù)和心肌修復(fù)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

  該系列研究工作最近以“A biodegradable functional water-responsive shape memory polymer for biomedical applications”和“A biocompatible, biodegradable and functionalizable copolyeater and its application in water-responsive shape memory scaffold”為題分別發(fā)表于生物材料領(lǐng)域知名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Materials Chemistry B》和《ACS Biomaterials Science & Engineering》上，第一篇論文第一作者為博士生郭一凡，呂姿穎為共同第一作者，通訊作者為游正偉教授；第二篇論文作者為博士生謝陽芬，游正偉教授和何創(chuàng)龍教授為共同通訊作者。

  游正偉教授長期致力于生物彈性體研究，形狀記憶高分子是彈性體材料中的新興方向。上述工作中關(guān)鍵是制備含有大量羥基的親水的功能聚酯彈性體材料，其合成是基于游正偉教授此前發(fā)展的酸誘導(dǎo)環(huán)氧開環(huán)聚合反應(yīng)（Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2812; Polym. Chem. 2012, 3, 384），該反應(yīng)以二環(huán)氧化合物和二酸為原料，可以一步高效制備羥基功能化的聚酯材料，據(jù)此游正偉教授團(tuán)隊(duì)研制了一系列功能化生物彈性體材料（Biomaterials. 2010, 31, 3129; Acta Biomater. 2012, 8, 502; Acta Biomater. 2014, 10, 2814; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 20591; Mater. Sci. and Eng.: C. 2017, 76, 249; J. Mater. Chem. B 2017, 5, 2468）

  該工作獲得了國家自然科學(xué)基金、上海市自然科學(xué)基金、東華大學(xué)勵志計(jì)劃等項(xiàng)目資助。

  論文鏈接：

  J. Mater. Chem. B, 2019, 7, 123.

  https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/TB/C8TB02462F#!divAbstract

  ACS Biomater. Sci. Eng.,

  DOI: 10.1021/acsbiomaterials.8b01337

  https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsbiomaterials.8b01337