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(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，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(yōu)異性能，因而它在生物體內(nèi)扮演著重要角色。近年來有關(guān)多酚用于構(gòu)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(yīng)用受到眾多研究者的關(guān)注。
近日，四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院，高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)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(jié)了近年來多酚材料在組織工程支架中的應(yīng)用進(jìn)展，著重針對多酚作為結(jié)構(gòu)基元和功能基元在制備組織工程支架材料過程中的貢獻(xiàn)，討論歸納了基于多酚的組織工程支架材料的構(gòu)筑方法及其在組織工程中的應(yīng)用，文章的第一作者是研究助理張學(xué)遷同學(xué)。
圖1. 常見多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
作者根據(jù)多酚分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其歸納為二酚，三酚及混酚結(jié)構(gòu)（分子結(jié)構(gòu)既包含二酚結(jié)構(gòu)，又包含三酚結(jié)構(gòu)）（圖1）。文章首先討論了多酚作為結(jié)構(gòu)基元和功能基元在構(gòu)筑組織工程支架材料時的貢獻(xiàn)。作為結(jié)構(gòu)基元，它們在構(gòu)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(yīng)及自由基耦合反應(yīng)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(tài)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(lián)在一起，并賦予支架材料生物黏附性、自修復(fù)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(qiáng)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(lián)機(jī)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(lián)機(jī)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(jìn)一步歸納了基于多酚組織工程支架材料的構(gòu)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(gòu)筑方法可制備多種維度的組織工程支架材料，如三維結(jié)構(gòu)的凝膠(Hydrogels)、二維結(jié)構(gòu)的薄膜/涂層(Films/coatings)及一維結(jié)構(gòu)的納米纖維(?Nanofibers)。最后作者總結(jié)了基于多酚的支架材料在組織工程領(lǐng)域的主要應(yīng)用，包括創(chuàng)傷修復(fù)、骨再生及電活性組織工程（如：心血管組織及神經(jīng)組織）。
圖3. 基于多酚的組織工程支架材料的構(gòu)筑及其應(yīng)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(xué)2020年“雙百人才工程”入選者。他于2014年獲得四川大學(xué)材料學(xué)博士學(xué)位，隨后分別在四川大學(xué)華西醫(yī)院和中山大學(xué)工學(xué)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(yè)期刊發(fā)表SCI論文50余篇，主持國自然青年基金、博士后科學(xué)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(jié)構(gòu)性能調(diào)控及其在組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用，涉及材料的構(gòu)筑合成及其表界面改性、材料加工和產(chǎn)品轉(zhuǎn)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(gòu)筑合成、物性分析、材料加工和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化等方面的研究，作為通訊作者已陸續(xù)在Sci. Adv., CCS Chem., Angew. Chem. Int. Ed., Research, Sci. China Chem.等雜志上發(fā)表論文50多篇，相關(guān)專利已成功實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)讓。目前正在和MARUBI丸美、國頤堂、長發(fā)小寨等公司合作進(jìn)行下游的產(chǎn)品化研究，相關(guān)企業(yè)還在川大設(shè)立了專項獎學(xué)金來激勵黑色素材料在化妝品領(lǐng)域的轉(zhuǎn)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(xué)家(Emerging Investigator)。
