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  電治療是利用電信號調(diào)控細胞的生理活動從而修復(fù)組織的各項功能。電刺激治療是一種有效的醫(yī)療手段，已經(jīng)被用于治療多種疾病，如帕金森綜合癥、糖尿病、肥胖癥和高血壓等。但是，傳統(tǒng)電治療只有單一生物物理刺激，其治療過程緩慢而且療效有限。

  針對這些問題，西南交通大學(xué)魯雄教授課題組研發(fā)了一種仿貽貝刺激響應(yīng)性導(dǎo)電微囊，其具有電調(diào)控刺激響應(yīng)藥物釋放和電調(diào)控細胞行為的雙功能。該微囊由導(dǎo)電聚合物分子聚吡咯和細胞親和的仿貽貝單元聚多巴胺組成，利用聚苯乙烯微球為模板，通過精確調(diào)控電化學(xué)沉積條件制備得到。在電沉積氧化過程中，藥物和聚多巴胺作為陰離子被摻雜到聚吡咯主鏈中。當(dāng)在還原條件（電刺激）下，藥物就會被釋放出來。

  本研究制備的電刺激響應(yīng)性導(dǎo)電微囊可為電治療提供物理和化學(xué)雙重刺激，從而增強單一電刺激療效。物理刺激是利用聚吡咯的導(dǎo)電性傳輸電信號給細胞，利用生理電調(diào)控細胞行為；化學(xué)刺激是指利用聚吡咯的氧化-還原特性，在電刺激下定時、定量的按需釋放藥物，促進細胞分化。物理刺激和化學(xué)刺激協(xié)同提高電治療療效。

（a）電化學(xué)沉積示意圖。（b）將電化學(xué)沉積后得到的地塞米松/聚多巴胺/聚吡咯（DEX/PDA/PPy）包裹的表面浸泡于四氫呋喃（THF）中除去聚苯乙烯微球模板，最后得到DEX/PDA/PPy微囊。（c）電刺激藥物釋放示意圖。（d）高通量電刺激系統(tǒng)示意圖。通過高通量電刺激觀察細胞在不同表面結(jié)構(gòu)、組分和電信號下的生長情況。（e）高通量電刺激下細胞熒光染色圖片。

  與傳統(tǒng)導(dǎo)電高分子膜不同，該導(dǎo)電微囊具有兩個特性：聚多巴胺的細胞親和性和微囊的微孔結(jié)構(gòu)。這兩個特性為細胞提供了一個仿細胞外基質(zhì)的微環(huán)境。高通量電刺激細胞實驗表明這種新型高分子微囊可以通過其微孔結(jié)構(gòu)、細胞親和性和電刺激信號協(xié)同調(diào)控細胞行為。該研究制備的新型高分子微囊體系不僅可以有效提高電治療效果，而且還能通過高通量篩選出最有利于細胞分化的電信號參數(shù)，為電治療在組織工程中應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

  相關(guān)成果以“Electroresponsive and cell-af?nitive polydopamine/ polypyrrole composite microcapsules with a dual-function of on-demand drug delivery and cell stimulation for electrical therapy”為題發(fā)表在2017年3月10日出版的Nature子刊《自然亞洲材料》（NPG Asia Materials, 影響因子：8.772）上。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、863、國家自然科學(xué)基金等項目支持。

  論文鏈接：http://www.nature.com/am/journal/v9/n3/full/am201716a.html?WT.feed_name=subjects_materials-science