锶取代羟基磷灰石-接枝-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)多孔微球的阶梯式表面工程:通过动态交联实现原位支架精准功能化

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Polymers for Advanced Technologies 3.4

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  研究人员开发了锶取代羟基磷灰石-接枝-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(Sr10-HA-g-PBLG)多孔微球的阶梯式表面功能化策略。通过肼解和碱水解分别引入氨基(2.87×10?2 mol/g)和羧基(1.76×10?2 mol/g),再经EDC/NHS活化接枝3-氨基-1,2-丙二醇(AP)并氧化生成醛基(2.65×10?3 mol/g),最终通过动态亚胺交联构建了具有分级孔隙(40-60μm,孔隙率85.4%±2.3%)、优异水合能力(613.6%±24.1%)和增强力学性能(储能模量>13,000Pa)的3D支架。该研究为组织工程提供了可精确控制的三维细胞递送平台。

  

这项研究展示了锶取代羟基磷灰石-接枝-聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(Sr10-HA-g-PBLG)多孔微球的精妙表面工程策略。通过肼解和碱水解的"两步走"方案,在保持材料结构完整性的同时,成功引入表面氨基(2.87×10?2 mol/g)和羧基(1.76×10?2 mol/g)官能团。随后采用EDC/NHS活化体系高效接枝3-氨基-1,2-丙二醇(AP),接枝效率高达90%,再经高碘酸钠(NaIO4)氧化巧妙转化为醛基功能团(2.65×10?3 mol/g)。

这些经过精心设计的微球通过动态亚胺键交联,在生理条件下自发组装成三维支架。这种智能支架展现出令人惊喜的特性:40-60μm的分级孔隙网络,85.4%±2.3%的高孔隙率,以及613.6%±24.1%的超强水合能力。力学性能测试显示其储能模量突破13,000Pa,压缩强度达0.53±0.02MPa,拉伸强度为0.068±0.02MPa。在模拟生理环境(PBS,pH=7.4)中表现出可控降解特性,31周内质量损失46.24%。

最令人振奋的是,采用双荧光示踪技术观察到脂肪源性干细胞(ADSCs)在支架中呈现空间协调的定植模式,证实了这种多孔微球支架在精准控制三维细胞递送方面的巨大潜力。这项界面工程技术为开发具有可调控表面活性和结构适应性的聚合物-陶瓷杂化材料提供了创新平台,在骨组织工程等领域展现出广阔应用前景。

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