唾液获得性膜蛋白启迪的生物矿物的多功能涂层材料

生物矿物广泛的存在于生物体中，为生物体提供支撑和保护。其中以含钙离子的生物矿物最为常见。用功能涂层材料修饰生物矿物表面，可有效提高其生物活性和生物相容性，使之广泛地应用于生物医学领域。

唾液获得性膜是口腔内的一种由蛋白及糖蛋白组成的薄膜，可以牢固的粘附在牙齿表面。富酪蛋白是唾液获得性膜的主要成分，受其功能启迪的氨基酸序列DDDEEK对于羟基磷灰石表面具有良好的吸附作用。

（设计思路图）

基于上述背景，四川大学李建树教授课题组设计制备了多肽序列DDDEEK改性的树枝状高聚物PAMAM。得到一种新型高分子材料DDDEEKC-PAMAM。该材料可以吸附任意含钙生物矿物（例如：羟基磷灰石，磷酸三钙，碳酸钙），并能在其表面吸附成膜。

（普适性吸附羟基磷灰石，磷酸三钙，碳酸钙，珍珠、牙本质、牙釉质、骨等生物矿物）

（该涂层材料可预先修饰其它功能分子，例如FITC）

（该涂层材料也可以后修饰其它功能分子，例如修饰成全氟表面，使其呈现超疏水特性，并能诱导溶菌酶结晶）

（该涂层材料也可以修饰生物分子，例如修饰胶原后具有良好的细胞粘附能力）

这一研究工作最近在线发表在国际学术期刊Chemistry of Materials (IF=9.466) (DOI：10.1021/ acs.chemmater.7b01465）上，杨潇博士生是该论文的第一作者，李建树教授为通讯作者。相关涂层制备方法已经申请中国发明专利授权（申请号：201610204381.4）。该项工作得到国家重点研发计划（2016YFC1100404）和国家自然科学基金（51573110，51322303）的资助。

摘要速递：

Bioinspired from Salivary Acquired Pellicle: A Multifunctional Coating for Biominerals

Chem. Mater.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.7b01465

Publication Date (Web): June 9, 2017

Manipulation of the surface properties of biominerals is very important for their biomedical applications. However, the straightforward preparation of a multifunctional and stable coating on biominerals remains a challenge. Herein we report a rapid and universal method for the preparation of multifunctional coatings on various biominerals using a salivary acquired pellicle (SAP) inspired dendrimer. The dendrimer has a highly branched structure and an external surface modified with DDDEEKC peptide. It mimics the adsorption function of statherin, which is one of the main components of SAP, to endow the coating with a universal capability for adhesion on various biominerals such as hydroxyapatite, tertiary calcium phosphate, calcium carbonate, pearls, enamel, dentin, and bone. The coating can be formed by a simple dip-coating method on the surface of biominerals within 10 min, and is stable for more than one month. The coating can also provide a general platform for secondary modifications. For example, we use pre-grafting or post-grafting methods to introduce functional molecules such as fluorescein isothiocyanate (FITC), heptadecafluoroundecanoyl chloride, and collagen to the surface of the coatings, thus these bio-mineral surfaces can be applied for different applications such as for protein crystallization by forming super-hydrophobic surface, or promoting cell adhesion and proliferation by immobilizing collagen.

本文由材料人生物材料组Allen编辑整理。感谢四川大学李建树教授课题组推荐。

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