唾液獲得性膜蛋白啟迪的生物礦物的多功能涂層材料

生物礦物廣泛的存在于生物體中，為生物體提供支撐和保護。其中以含鈣離子的生物礦物最為常見。用功能涂層材料修飾生物礦物表面，可有效提高其生物活性和生物相容性，使之廣泛地應用于生物醫學領域。

唾液獲得性膜是口腔內的一種由蛋白及糖蛋白組成的薄膜，可以牢固的粘附在牙齒表面。富酪蛋白是唾液獲得性膜的主要成分，受其功能啟迪的氨基酸序列DDDEEK對于羥基磷灰石表面具有良好的吸附作用。

（設計思路圖）

基于上述背景，四川大學李建樹教授課題組設計制備了多肽序列DDDEEK改性的樹枝狀高聚物PAMAM。得到一種新型高分子材料DDDEEKC-PAMAM。該材料可以吸附任意含鈣生物礦物（例如：羥基磷灰石，磷酸三鈣，碳酸鈣），并能在其表面吸附成膜。

（普適性吸附羥基磷灰石，磷酸三鈣，碳酸鈣，珍珠、牙本質、牙釉質、骨等生物礦物）

（該涂層材料可預先修飾其它功能分子，例如FITC）

（該涂層材料也可以后修飾其它功能分子，例如修飾成全氟表面，使其呈現超疏水特性，并能誘導溶菌酶結晶）

（該涂層材料也可以修飾生物分子，例如修飾膠原后具有良好的細胞粘附能力）

這一研究工作最近在線發表在國際學術期刊Chemistry of Materials (IF=9.466) (DOI：10.1021/ acs.chemmater.7b01465）上，楊瀟博士生是該論文的第一作者，李建樹教授為通訊作者。相關涂層制備方法已經申請中國發明專利授權（申請號：201610204381.4）。該項工作得到國家重點研發計劃（2016YFC1100404）和國家自然科學基金（51573110，51322303）的資助。

摘要速遞：

Bioinspired from Salivary Acquired Pellicle: A Multifunctional Coating for Biominerals

Chem. Mater.

DOI:?10.1021/acs.chemmater.7b01465

Publication Date (Web): June 9, 2017

Manipulation of the surface properties of biominerals is very important for their biomedical applications.?However, the straightforward preparation of a multifunctional and stable coating on biominerals remains a challenge.?Herein we report a rapid and universal method for the preparation of multifunctional coatings on various biominerals?using a salivary acquired pellicle (SAP) inspired dendrimer. The dendrimer has a highly branched structure and an external surface modified with DDDEEKC peptide. It mimics the adsorption function of statherin, which is one of the main?components of SAP, to endow the coating with a universal capability for adhesion on various biominerals such as hydroxyapatite, tertiary calcium phosphate, calcium carbonate, pearls, enamel, dentin, and bone. The coating can be formed by a?simple dip-coating method on the surface of biominerals within 10 min, and is stable for more than one month. The coating can also provide a general platform for secondary modifications. For example, we use pre-grafting or post-grafting?methods to introduce functional molecules such as fluorescein isothiocyanate (FITC), heptadecafluoroundecanoyl chloride, and collagen to the surface of the coatings, thus these bio-mineral surfaces can be applied for different applications?such as for protein crystallization by forming super-hydrophobic surface, or promoting cell adhesion and proliferation by?immobilizing collagen.

本文由材料人生物材料組Allen編輯整理。感謝四川大學李建樹教授課題組推薦。

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