IF:20.3！大分子拥挤驱动骨再生仿生支架

文章来源：北科纳米专业的纳米材料合成专家浏览次数：11时间：2026-02-25 设计合成：18101240246

摘要：
原生骨细胞外基质（ECM）的密集层级结构难以在合成支架中精准复刻，本文提出基于大分子拥挤（MMC）的策略，以相转溶酶（PTL）形成的淀粉样蛋白为基质，通过逆透析模拟生理拥挤微环境，诱导蛋白聚集、构象重排及液晶状相变，同步实现有机-无机界面重建与能量重组，最终构建出兼具结构稳定性、机械稳健性与生物活性的淀粉样-矿物混合支架，为骨组织工程支架设计提供了新范式。

01研究背景

原生骨骼的细胞外基质（ECM）由胶原纤维与羟基磷灰石（HAp）纳米晶体构成密集层级结构，二者协同赋予骨骼机械强度与生物功能。然而，合成支架中忠实复刻这种复杂有机-无机界面的难题，长期制约着骨组织工程材料的发展。

02主要内容
本研究聚焦于解决合成支架仿骨ECM界面构建的核心挑战，提出大分子拥挤（MMC）驱动的支架制备策略。以相转溶酶（PTL）形成的淀粉样蛋白为有机基质，借助逆透析技术模拟生理条件下的拥挤微环境，调控淀粉样蛋白的聚集行为、构象转变及相变过程，同时促进有机-无机界面的重建与能量重组，进而实现高效生物矿化，最终获得淀粉样-矿物混合支架。
03研究设计
采用大分子拥挤（MMC）策略，选取相转溶酶（PTL）作为淀粉样蛋白基质来源，通过逆透析方法模拟原生骨ECM的拥挤微环境；利用该微环境诱导淀粉样蛋白发生聚集、构象重排及液晶状相变，同步驱动有机-无机界面重建与能量重组，最终实现淀粉样-矿物混合支架的工程化构建，并通过体外与体内实验验证支架性能。
04结果
所构建的淀粉样-矿物混合支架展现出优异的结构稳定性与机械稳健性，同时具备良好的生物活性，其支持骨再生的效果可与矿化胶原蛋白相媲美，证实了大分子拥挤驱动策略在仿骨支架制备中的有效性，以及淀粉样蛋白替代胶原蛋白作为支架有机基质的可行性。
05思路延伸
该研究突破传统富水稀释的支架制备范式，确立了大分子拥挤策略在仿生材料合成中的应用价值，不仅为骨组织工程支架提供了更具仿生性的设计思路，也为淀粉样蛋白在生物材料领域的拓展应用奠定基础，同时为模拟生理微环境调控材料结构与功能的研究提供了新方向。
原文来源：
1. 期刊：Bioactive Materials（IF 20.3）2. Pub Date：2025-12-083. DOI：10.1016/j.bioactmat.2025.11.0454. 作者：Yangyang Ye、Xuewen Li、He Feng、Shan Zhang、Xinye Zhou、Min Li、Fan Li、Cheng Zhi、Zeyuan Chen、Xiangyu Zhang、Zhongze Fang、Fuchun Fang、Peng Yang、Xu Zhang

北科纳米-学术前沿公众号


二维材料Frontier	生物纳米材料前沿	MXenes Frontier	纳米医学Frontier