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  近日，華東理工大學(xué)劉昌勝院士團(tuán)隊(duì)在電化學(xué)可控構(gòu)建Janus結(jié)構(gòu)骨修復(fù)材料研究中取得突破性成果，Advanced Functional Materials以“Programmable Electrofabrication of Porous Janus Films with Tunable Janus Balance for Anisotropic Cell Guidance and Tissue Regeneration”為題在線發(fā)表相關(guān)工作。

  在結(jié)構(gòu)/組成上具備各向異性的生物材料，可以提供更為豐富的功能，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的需求越來越大。生理性修復(fù)和再生需要調(diào)動(dòng)周圍健康細(xì)胞的再生達(dá)到修復(fù)，最后完全恢復(fù)機(jī)體組織原有的結(jié)構(gòu)和功能。這一過程周期較長(zhǎng)，往往被附近其它組織的快速增生和競(jìng)爭(zhēng)性占位所干擾而失去再生的空間。在臨床口腔及頜面外科的骨缺損治療中，除了骨再生問題外，周圍由纖維細(xì)胞快速增生引起的軟組織競(jìng)爭(zhēng)性占位問題也是臨床常見問題。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)此臨床問題，利用電化學(xué)手段可控構(gòu)建了一種各向異性的Janus結(jié)構(gòu)復(fù)合活性支架。通過材料表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)差異化調(diào)控細(xì)胞行為，實(shí)現(xiàn)屏蔽軟組織長(zhǎng)入，同時(shí)誘導(dǎo)骨再生的雙重活性功能。

  研究人員發(fā)現(xiàn)天然多糖殼聚糖可在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下發(fā)生電泳遷移，并在陰極區(qū)域沉積成凝膠，同時(shí)，電解液中的鹽效應(yīng)能通過屏蔽電場(chǎng)影響殼聚糖的電泳速度，進(jìn)而精確調(diào)控殼聚糖凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)。基于此原理，他們?cè)O(shè)計(jì)了無鹽—有鹽兩種電解液環(huán)境，通過簡(jiǎn)單的兩步電化學(xué)沉積，可控制備出致密/多孔Janus結(jié)構(gòu)復(fù)合活性水凝膠支架。致密層提供纖維細(xì)胞隔離功能，多孔層高度仿生了天然骨結(jié)構(gòu)，提供促成骨微環(huán)境。該材料植入顱骨缺損處，與臨床上廣泛使用的Bio-Gide膠原基材料對(duì)比，顯著提高了缺損處的骨再生速度和骨再生質(zhì)量。

  該研究在劉昌勝院士和屈雪教授共同指導(dǎo)下，由博士研究生雷淼完成，并得到了美國(guó)馬里蘭大學(xué)Gregory F. Payne教授的大力支持。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目、“111”引智計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.201900065