多酚廣泛存在于植物、動物及微生物等自然界的生命體中，因其獨特的化學結構，多酚可以與許多分子形成共價及非共價的相互作用力。另外多酚本身也具有生物相容性、生物黏附性、抗氧化性及抗菌性等優異性能，因而它在生物體內扮演著重要角色。近年來有關多酚用于構筑生物功能材料的報道越來越多，尤其在生物支架材料方向的應用受到眾多研究者的關注。
近日，四川大學高分子科學與工程學院，高分子材料工程國家重點實驗室的顧志鵬副研究員和李乙文教授在Materials Horizons雜志上刊登了題為“Polyphenol Scaffolds in Tissue Engineering”的邀請綜述，總結了近年來多酚材料在組織工程支架中的應用進展，著重針對多酚作為結構基元和功能基元在制備組織工程支架材料過程中的貢獻，討論歸納了基于多酚的組織工程支架材料的構筑方法及其在組織工程中的應用，文章的第一作者是研究助理張學遷同學。
圖1. 常見多酚的化學結構。
作者根據多酚分子的化學結構特點，將其歸納為二酚，三酚及混酚結構（分子結構既包含二酚結構，又包含三酚結構）（圖1）。文章首先討論了多酚作為結構基元和功能基元在構筑組織工程支架材料時的貢獻。作為結構基元，它們在構筑組織工程支架材料時可與基體材料形成多種共價相互作用（如：邁克爾加成/希夫堿反應及自由基耦合反應所形成的共價相互作用，與金屬及硼酸化合物形成的可逆動態配位相互作用）及非共價相互作用（如：氫鍵作用、靜電作用、陽離子-π相互作用及π-π相互作用）（圖2），不僅如此，這些多酚通過共價及非共價相互作用可將組織工程支架材料中的各組分交聯在一起，并賦予支架材料生物黏附性、自修復性及親水性等性能。另外，多酚本身作為功能基元也能夠增強組織工程支架材料的抗氧化性、抗炎癥性、光熱性能及抗菌性等。
圖2. (a) 二酚氧化交聯機理；(b) 三酚分別在氧化劑NaIO4及堿性條件NaOH作用下的氧化交聯機理；(c, d) 多酚之間或多酚與其它分子之間所形成的多種共價及非共價相互作用。
作者進一步歸納了基于多酚組織工程支架材料的構筑方法，包括將多酚涂覆在聚合物支架材料上、將多酚修飾在聚合物上后加工成支架材料，以及將多酚與聚合物共混后加工成支架材料。通過這些構筑方法可制備多種維度的組織工程支架材料，如三維結構的凝膠(Hydrogels)、二維結構的薄膜/涂層(Films/coatings)及一維結構的納米纖維(?Nanofibers)。最后作者總結了基于多酚的支架材料在組織工程領域的主要應用，包括創傷修復、骨再生及電活性組織工程（如：心血管組織及神經組織）。
圖3. 基于多酚的組織工程支架材料的構筑及其應用。
論文詳見： Xueqian Zhang, Zhan Li, Peng Yang, Gaigai Duan, Xianhu Liu, Zhipeng Gu* and Yiwen Li*. Polyphenol scaffolds in tissue engineering. Mater. Horiz., 2020, DOI: ?10.1039/D0MH01317J.
原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/MH/D0MH01317J#!divAbstract
作者簡介：
顧志鵬副研究員是四川大學2020年“雙百人才工程”入選者。他于2014年獲得四川大學材料學博士學位，隨后分別在四川大學華西醫院和中山大學工學院從事專職科研工作，近年來以第一/通訊作者身份在CCS Chem., Mater. Horiz., Acta Biomater., Adv. Healthc. Mater.等專業期刊發表SCI論文50余篇，主持國自然青年基金、博士后科學基金面上項目及10余項省部級項目。主要研究方向為功能高分子材料的結構性能調控及其在組織工程領域的應用，涉及材料的構筑合成及其表界面改性、材料加工和產品轉化等方面等。
李乙文教授自16年入職川大后，一直從事人造黑色素和多酚功能材料的構筑合成、物性分析、材料加工和產品轉化等方面的研究，作為通訊作者已陸續在Sci. Adv., CCS Chem., Angew. Chem. Int. Ed., Research, Sci. China Chem.等雜志上發表論文50多篇，相關專利已成功實現轉讓。目前正在和MARUBI丸美、國頤堂、長發小寨等公司合作進行下游的產品化研究，相關企業還在川大設立了專項獎學金來激勵黑色素材料在化妝品領域的轉化研究。2020年獲得馮新德高分子獎提名獎，并被J. Mater. Chem. B和Biomater. Sci.等雜志遴選為新銳科學家(Emerging Investigator)。
