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为解决传统多肽应用局限，研究人员整合多肽合成与成型技术，成果助力生物医学发展。
在生物医学领域，多肽凭借其良好的生物相容性和生物可降解性，一直备受瞩目。它就像一把万能钥匙，在药物递送、组织工程、抗菌敷料等诸多方面都展现出巨大的潜力。然而，传统的多肽大多以固体粉末的形式存在，这就好比一个功能强大却被束缚住手脚的 “英雄”，在皮肤应用、运输和回收等方面困难重重，极大地限制了它在实际中的广泛应用。想象一下，在伤口治疗时，粉末状的多肽难以精准地覆盖伤口，而且在运输过程中还容易受潮、变质，这些问题都亟待解决。
为了突破这些困境，上海理工大学、上海健康医学院和釜山国立大学的研究人员携手开展了一项极具意义的研究。他们致力于将合成多肽与创新材料成型技术相结合，探索其在先进生物医学应用中的无限可能。这项研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上，为生物医学领域带来了新的曙光。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是多肽合成技术，包括固相多肽合成（SPPS）、N - 羧基酸酐的开环聚合（ROP of NCAs）和生物制备方法。这些方法各有优劣，比如 SPPS 能精确控制氨基酸序列，但成本高昂；ROP of NCAs 可制备高分子量多肽，却面临单体选择受限等问题。其次是材料成型技术，像电纺丝、3D 打印和涂层技术等。电纺丝能制造出具有特殊结构的纤维膜，3D 打印可构建复杂的三维结构，涂层技术则能赋予材料表面特定的功能。
下面让我们详细看看研究的主要结果：
- 多肽合成方法：
- 固相多肽合成法（SPPS）：广泛应用于多肽合成，可精确控制序列和长度，且能实现自动化。不过，其成本高、过程复杂，还存在长度限制，后续的切割和纯化步骤也较为繁琐。目前，一些改进技术如反应封端纯化（RCP）和混合 SPPS / 液相多肽合成（LPPS）虽在一定程度上改善了纯化问题，但高成本等核心问题仍未彻底解决。
- N - 羧基酸酐的开环聚合法（ROP of NCAs）：能高效合成高分子量聚氨基酸，在药物递送和组织工程等方面至关重要。近年来取得了不少进展，如制备出高分子量且低分散性的多肽胶束，还实现了 α - 螺旋多肽的自催化生长。然而，该方法也面临单体选择有限、反应条件苛刻等挑战。
- 生物制备法：具有可持续、成本低、可大规模生产等优点，能利用微生物蛋白酶产生复杂且生物相容的多肽。但它也存在产量和质量不稳定、纯化困难、遗传不稳定以及单体可用性有限等问题。
- 材料成型方法：
- 电纺丝：可制备出具有高比表面积、可调节孔隙率和良好机械性能的纤维膜，在生物医学领域应用广泛，如组织工程、伤口愈合和药物递送等。多肽可与其他材料通过电纺丝有效整合，形成具有特定功能的材料。不过，电纺丝也存在一些问题，如并非所有多肽都能溶解或纺丝，且存在低通量、对湿度和温度敏感、成本高等缺点。
- 3D 打印：能够根据精确的 3D 模型制造出满足特定医疗需求的复杂结构。在多肽材料的应用中，可通过化学交联增强机械性能，还能设计出各种多肽水凝胶作为生物墨水。但 3D 打印也面临多肽选择有限、大多需要 UV 固化等问题，对于工业规模生产还需进一步研究。
- 涂层：多肽涂层能增强材料表面的功能，如促进细胞生长和抗菌等。通过不同的涂层方法，可将多肽与多种底物材料结合，提升材料的性能。但涂层技术在实现均匀性和强粘附性方面仍面临挑战。
- 生物医学应用：
- 药物递送：多肽作为药物载体和药物本身，具有高安全性和特异性。通过材料成型技术，如电纺丝和 3D 打印，可改善多肽载体的稳定性，实现药物的控制释放和协同治疗，提高治疗效果。
- 抗菌和伤口愈合：抗菌多肽（AMPs）能有效对抗细菌感染，且不易诱导细菌耐药性。将其整合到伤口敷料中，可加速伤口愈合。电纺丝和 3D 打印技术制备的抗菌材料在伤口护理方面展现出良好的应用前景。
- 组织工程：在组织工程中，多肽材料可模拟细胞外基质（ECM），促进细胞生长和组织再生。电纺丝和 3D 打印技术能够构建出仿生支架，为组织修复和再生提供有力支持。
研究结论和讨论部分进一步强调了这项研究的重要意义。多肽材料在生物医学领域展现出巨大的应用潜力，但目前的合成和成型技术仍存在一些需要攻克的难题。未来的研究应着重将合成技术与成型方法紧密结合，通过开发多功能复合材料，集成多种先进的生物医学技术，进一步拓宽多肽的应用范围。这不仅有助于推动个性化医学的发展，提高医疗治疗的精准性和效率，还能为解决抗菌耐药性等全球性健康问题提供新的思路和方法。相信在研究人员的不断努力下，多肽材料将在生物医学领域发挥更大的作用，为人类健康带来更多福祉。
