2020

记课题组2020新年团建活动

2020-01-01

2019年12月29日下午，课题组前往Tenker Club极限蹦床主题公园开展了以蹦床为主要内容的团建活动。参与此次团建活动的有高长有老师、朱旸老师、研究生同学以及留学生，一行共二十余人。在经过简单的热身活动后，课题组成员先后进行了掷球、蒙眼“厮杀”和撕名牌等若干有趣的集体小游戏。在游戏不断进行的过程中，课题组气氛逐渐活跃起来，大家热情高涨，不时爆发出阵阵热烈的掌声和欢快的笑声。留学生Wali和Wajiha也积极参与其中并与大家打成一片，成员之间相处十分融洽。集体活动环节结束后，全体成员进行合影留念，记录下这一欢乐且宝贵的时光。整场活动中，大家结对尽情玩耍，释放着自己的青春活力与能量。在主题公园活动结束后，全体成员前往绿茶餐厅共进晚餐。香气氤氲、觥筹交错间，高老师、朱老师和所有学生都对新的一年进行了憧憬和美好的祝福。最后，在愉快的氛围中，这欢快而美好的一天结束了。这次活动不仅放松了大家的心情，增进了友谊，更显著提高了组内的凝聚力。我们始终坚信，在全体师生的共同努力下，课题组活动会越办越好，科研工作也会越来越顺利，继往开来，永攀高峰！在国内乃至世界学术舞台上，绽放着属于我们高组的璀璨的光芒！图：佚名文：李梓铭

祝贺张德腾博士后在ACS Applied Materials & Interfaces上发表封面论文

2020-02-11

由于车祸、疾病、自然灾害等，世界上每年有数百万人的周围神经系统遭受重大损伤。不仅严重影响患者的生存质量，而且造成沉重的社会经济负担。周围神经系统具有一定的自我修复能力，但对于较大的缺损，需要神经导管桥接缺损的两端，引导神经再生，实现功能恢复。自体移植是理想的神经修复替代物，但缺乏供体神经，并且容易引起继发性创伤和神经瘤的形成。近年来，随着人工合成可降解生物医用高分子材料的发展，基于聚乳酸、聚己内酯、聚碳酸酯及聚（丙交酯-己内酯）（PLCL）等多种多样的神经导管被开发出来，如中空取向纤维导管、内部填充水凝胶或三维支架导管、负载因子或药物导管、掺杂或表面修饰导电物质导管、负载雪旺细胞或干细胞等种子细胞导管等。神经导管在调控神经再生过程中雪旺细胞的定向迁移、神经轴突的取向伸长及巨噬细胞的促炎或抗炎表型方面十分重要。针对神经再生过程中雪旺细胞的无序迁移、神经轴突的散漫伸长及巨噬细胞的表型分化等问题，浙江大学张德腾博士等利用微图案的聚二甲基硅氧烷印章对聚酯PLCL薄膜进行热压，在其表面引入四种尺寸的取向凹槽结构的条带图案。将条带化的聚酯薄膜胺解后静电吸附氧化石墨烯（GO）纳米片，发现GO纳米片修饰的3/3mm条带化聚酯材料表面可明显促进雪旺细胞（SCs）的集群迁移及其从细胞球中定向迁出、引导轴突取向伸长并诱导骨髓来源巨噬细胞向具有抗炎促修复作用的M2表型分化。将此带有物理拓扑引导结构和生物活性信号的聚酯薄膜制备成神经导管，植入大鼠体内修复10 mm坐骨神经缺损8周，发现该神经导管可有效促进缺损神经的再生及功能的恢复。该新型神经导管在临床应用方面展现出良好的潜力。图1. 具有条带化微图案和GO纳米片修饰的PLCL膜的制备及其在体外和体内引导神经再生的示意图。步骤1：将条带化PDMS模板热压到PLCL膜上来创建微图案；步骤2：将微图案化的膜用1，6-己二胺/异丙醇溶液进行胺解，静电吸附GO纳米片；步骤3：由微图案化的PLCL / GO膜制备神经导管；步骤4：将导管植入大鼠体内以促进大鼠坐骨神经的再生。中间放大图显示，微图案化的PLCL/GO膜可以调控SCs从其细胞球体中定向迁移，引导N2a细胞的神经突取向并且诱导巨噬细胞分化为M2型。图2. 不同材料表面的雪旺细胞伤口愈合模型(a-k) 及雪旺细胞从细胞球中迁出(l-v)。雪旺细胞种植在材料表面4h (a-j)及24 h后(a1-j1)在(a,a1) flat, (b,b1) 3/3, (c,c1) 5/5, (d,d1) 10/10, (e,e1) 30/30, (f,f1) flat/GO, (g,g1) 3/3-GO, (h,h1) 5/5-GO, (i,i1) 10/10-GO,及(j,j1) 30/30-GO films的荧光照片。(k) 伤口愈合定量数据。(a-j) 雪旺细胞从细胞球中迁出24 h(l,l1) flat, (m,m1) 3/3, (n,n1) 5/5, (o,o1) 10/10, (p,p1) 30/30, (q,q1) flat/GO, (r,r1) 3/3-GO, (s,s1) 5/5-GO, (t.t1) 10/10-GO及(u,u1) 30/30-GO films的荧光照片。(v) 雪旺细胞从细胞球中迁出的定量统计数据。(l-u) Scale bar为500 μm. *、** indicate statistically signiﬁcant difference at p < 0.05 and p < 0.01 levels, respectively. n=3. 图3. 体内再生神经的评价。不同神经导管修复手术4周及8周后再生神经中间部位的免疫荧光染色复合照片。(a-j) of (a1-j1) S100β (for SCs), (a2-j2) NF200 (for axons), and (a3-j3) DAPI (for cell nuclei) by (a,f) flat, (b, g) 3/3, (c, h) flat/GO, and (d, i) 3/3-GO conduits, and (e, j) autografts post surgery in vivo for (a-e) 4 and (f-j) 8 weeks, respectively. (k) 再生轴突中(l) S100β and (m) NF200 的百分比. * indicates statistically signiﬁcant difference at p < 0.05 level, n=4. 该研究工作“Surface-anchored Graphene Oxide Nanosheets on Cell-scale Micropatterned Poly(D,L-lactide-co-caprolactone) Conduits Promote Peripheral Nerve Regeneration”作为封面论文发表在ACS Applied Materials & Interfaces杂志上(doi:10.1021/acsami.9b20321)。论文的第一作者为浙江大学高分子系博士后张德腾，通讯作者为浙江大学高分子系高长有教授。

祝贺段翼远博士后在Biomaterials上发表论文：手性聚赖氨酸接枝聚氨酯促进巨噬细胞M2型极化

2020-04-15

生物材料植入后，宿主的天然免疫系统最先发生响应。当植入材料的性质不理想和/或组织微环境失衡时，会导致局部发生严重的慢性炎症反应。这可能会导致组织修复时间变长甚至无法正常修复（如糖尿病足）或纤维化，致使器官功能部分或全部丧失。修复部位巨噬细胞M1（促炎）和M2（促修复）的极化平衡对组织再生十分重要。通过对材料表界面进行修饰，可以调节植入物引起的巨噬细胞极化平衡、促进功能性组织形成、加速伤口愈合。由富马酸丙二酯（PPF）二醇和二异氰酸酯（PPFU）合成的不饱和聚氨酯是一种典型的生物降解性热塑性弹性体。富马酸单元的不饱和缺电子双键易于通过Michael加成反应等方法进一步交联或改性。PPFU可以加工成各种形式的材料，在生物医学中有不同的应用。浙江大学高长有、凌君教授团队通过硫醇-烯点击反应将左旋聚赖氨酸（PLL）和右旋聚赖氨酸（PDL）接枝到PPFU薄膜上，发现PLL/PDL接枝修饰的PPFU薄膜（PPFU-g-PLL/PDL），在没有额外细胞因子诱导的情况下，能在体外显著促进骨髓诱导巨噬细胞（BMDM）的M2极化，并能减弱BMDM在LPS和INF-γ诱导的情况下向M1极化的水平。这个发现为提高生物材料的免疫调节能力提供了有效策略和理论指导（图1）。图1. PLL或PDL接枝到PPFU膜表面调控巨噬细胞极化。在皮下植入的模型中，PPFU-g-PLL/PDL能够显著上调其周围巨噬细胞M2极化的比例，并有效减少炎症细胞浸润、降低纤维化包膜的厚度（图2）。图2. 接枝多聚赖氨酸的PPFU膜能够显著减少皮下植入后引起周围组织炎症细胞浸润和纤维包囊厚度，并提高巨噬细胞M2极化的比例。在上述结果的基础上，研究团队对聚赖氨酸接枝促进巨噬细胞极化的机理进行了进一步挖掘。他们发现可溶性PLL和PDL在低浓度时不会诱导巨噬细胞凋亡或诱导M2极化，而当浓度高于0.2μg/mL时则显著诱导巨噬细胞凋亡，表明聚赖氨酸只有接枝到材料表面才能促进巨噬细胞的M2极化。聚赖氨酸修饰能够显著增加材料表面吸附的蛋白总量并促进BMDM在PPFU膜上的粘附和应力纤维的组装。巨噬细胞很可能通过膜上的CD44和整合素激活粘着斑激酶（FAK）和Rho相关蛋白激酶（ROCK）以及下游的PI3K/Akt1/mTOR信号轴，上调M2相关基因的表达而参与极化过程。该研究工作“Unsaturated polyurethane films grafted with enantiomeric polylysine promotes macrophage polarization to a M2 phenotype through PI3K/Akt1/mTOR axis”于近日发表在Biomaterials杂志上。论文的第一作者为浙江大学高分子系博士后段翼远，通讯作者为浙江大学高分子系高长有、凌君教授。（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.120012）

浙江大学高长有课题组博士后招聘启事

2020-05-03

浙江大学高长有课题组博士后招聘启事招聘主要方向：高分子合成、生物科学各1人。基本要求：参与国家级或省部级重点项目研究，以第一作者在核心刊物发表（含接收）过论文2篇及以上；有良好的合作和交流能力；年龄一般不超过35周岁。研究内容：组织微环境响应聚合物的设计合成；自适应再生材料对免疫的调控作用。待遇：不低于18万/年；优秀者另议。期限：2-6年，可协商。出站后去向：特别优秀者可留在浙江大学获得正式教职（特聘研究员、专职研究员等，Tenure-track职位，可晋升职称、申请国家优青等人才称号）；也可推荐到其他高校、研究所、企事业单位工作（很抢手哈）；愿意创业者可提供平台。联系人：高长有。个人简历请发送到cygao@zju.edu.cn；欢迎来访，及电话咨询：0571-87951108。浙江大学高分子系高长有教授（杰青、国际生物材料科学与工程学会联合会会士、美国医学与生物工程院会士）主要从事组织修复与再生材料（心肌、神经、血管、软骨/骨、皮肤）、胶体和纳米生物材料及其生物效应研究，近年侧重在组织微环境响应性、自适应性组织再生材料、炎症调控材料、梯度材料调控细胞迁移和分化研究。团队成员有能力同时开展高分子合成、材料加工制备、细胞培养、分子生物学表征、动物实验等多学科交叉研究；与众多医学专家、教授开展合作。平台和设施优越。备注：欢迎具有高分子材料、高分子加工、化学、生物材料、材料表界面、智能材料、纳米材料、胶体材料、医疗器械、组织工程、再生医学、细胞生物学、动物实验、临床医学学科等背景的博士自荐。背景、能力适合者，可推荐到浙江大学李达三中心、浙江大学医学中心、浙江大学附属医院等合作单位，与其他PI合作开展研究。 Postdoc fellow recruitment in Prof. Changyou Gao’s lab in Zhejiang University Changyou Gao, Ph.D, Professor, Chair of Department of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University. He was awarded with the National Science Fund Award for Distinguished Young Scholars of China in 2004. He was elected as a fellow of the American Institute for Medical and Biological Engineering (AIMBE) in 2017, and a fellow of the International Union of Societies of Biomaterials Science and Engineering (FBSE) in 2016. His research is focused on the development of biomaterials for tissue engineering and regenerative medicine (myocardic infarction, perpheral and central nerves, blood vessel, cartilage and subchondral bone, and dermis), and colloidal biomaterials and their cellular interactions. In recent years he has been focusing on the tissue-microenvironment-responsive polymers, self-adaptive biomaterials for tissue regeneration, and gradient biomaterials for mediating cell migration and differentiation. He has published about 70 granted patents, 11 books/book chapters, and over 400 papers in pear-reviewed journals (WOS H-index 62, citations > 10,000). The majors of postdoc candidates: polymer synthesis; cell biology. Research works: Design and synthesis of tissue microenvironment-responsive polymers; Immune-modulation of self-adaptive biomaterials in vitro and in vivo. Salary: 180 k RMB/year or high. Duration: 2-6 years, negotiable. Contact, Prof. Changyou Gao, cygao@zju.edu.cn. PS: Candidates with other backgrounds such as polymer materials or processing, chemistry, biomaterials science and engineering, materials surfaces and interfaces, intelligent materials, nanomaterials, colloidal materials, medicinal devices, tissue engineering, regenerative medicine, cell biology, animal experiments, or clinical medicine are welcome to send your CVs for references.

祝贺杜旺、张昊岚和白俊同学顺利通过毕业论文答辩

2020-06-13

2020年6月10日下午2点，课题组杜旺、张昊岚同学的博士学位论文答辩和白俊同学的硕士学位论文答辩在浙江大学玉泉校区高分子大楼附二楼顺利举行。三位同学的毕业论文分别题为《细胞选择性粘附表面的制备及其对细胞迁移的影响》、《活性氧响应生物材料用于抗生物膜感染及组织再生的研究》和《pH响应材料的制备及其对细胞行为的影响》。本次答辩邀请了浙江大学化工学院柏浩研究员作为答辩委员会主席，材料学院程逵教授、高分子系胡巧玲教授、高分子系马列教授、高分子系高长有教授作为答辩委员会委员。杜旺同学在博士期间利用抗污性聚合刷与细胞选择性多肽的结合基础上引入主客体相互作用、多肽梯度信号、条带物理信号等可有效调控特定细胞的粘附迁移行为，且对细胞定向运动具有明显的促进作用。该设计思路可广泛用于其它生物材料体系的设计和制备中来，尤其是互补梯度溶液制备梯度表面的方法具有一定普适性。张昊岚同学在博士期间设计并研究了光响应产生活性氧以及活性氧响应的生物材料，并对活性氧的性质、特性以及在生理环境中的作用与影响进行了全面的调研与研究。其中，针对骨关节炎中伴有活性氧高表达，合成了活性氧降解的聚合物PTK并以其作为软段进一步合成了聚氨酯PTKU，使用PTKU 微粒负载地塞米松有效促进了骨关节炎的修复过程。白俊同学在硕士期间制备了一种pH 响应从而改变表面电荷的智能表界面材料HBPLL-DMMA，研究了在低pH 下不同响应时间对材料表面性质的变化，以及这种变化对不同细胞粘附行为的影响。在此基础上，为了更好的实现原位响应，更换了载有光酸剂DPIC 的二氧化钛纳米管TNTs 作为基底，引入了光照射来调控局部的pH 变化，从而实现表面电荷以及官能团的转变，并研究了在Ti 基底上这种转变对rBMSCs 的增殖以及分化的影响。答辩委员会各位老师对于三位同学所报告的以上工作提出了自己的问题与建议，最后一致同意通过答辩。在答辩的最后，三位同学谈了谈自己通过答辩后的感言。杜旺同学说道：在坎坷的博士生涯中非常感谢高老师的不放弃，希望师弟师妹们要珍惜在实验室的时光不负韶华！张昊岚同学说道：通过答辩非常高兴！感谢答辩委员会老师的肯定，同时非常感谢高老师五年的培养与帮助！白俊同学说道：感触最深的是高老师说的一句话“是否拿到学位不重要，重要的是你是否拥有了解决问题的能力”，感激高老师的栽培！同时，高老师寄语三位毕业生走出求是园更加努力更加拼搏向上！有幸与诸君同门，祝愿三位同学无论未来道路何方，前程似锦前途无量！图：高老师，吴欣雨文：吴欣雨

记课题组团建参观南湖革命纪念馆

2020-09-14

忆往昔峥嵘岁月，汲先人信仰之力；惜今朝崭新时代，策吾辈奋斗之躯！ —— 记课题组团建参观南湖革命纪念馆为回顾党艰苦奋斗的光辉历程，讴歌并继续发扬党的革命传统，从革命伟人身上汲取精神信仰，并将其转化为面对及攻克日常科研及生活中困难的勇气和力量，树立“不忘初心，牢记使命”、“但做好事、莫问前程”的意识，同时放松身心并增进课题组各成员之间的联系，2020年8月23日，浙江大学高分子科学与工程学系组织修复与再生医用高分子材料课题组(下简称“课题组”)前往嘉兴南湖参观了南湖革命纪念馆。到达纪念馆后，课题组成员对各展厅陈列着的每一册文集、每一幅画卷、每一件模型进行一一参观并针对我党在建党前后的艰难与险阻展开了热烈的讨论。在近代反侵略斗争的中我们看到，中华民族在近代半殖民半封建社会中不断觉醒，誓要推翻帝国主义、封建主义、官僚资本主义三座大山，社会各阶层所引领的改革层出不穷，却均因为没有意识到思想变革的重要性而以失败告终。终于，有识之士意识到，思想决定行动，社会的发展与变革离不开思想上的变革，而只有从思想上进行变革，才能有政治上的创新与改革。在这样激荡的背景下，带着新思想、新理念的中国共产党在南湖嘉兴的一条游船上诞生。这不禁让我们意识到，科学研究何尝不是如此，光靠一味的蛮干而不从思维上进行变革并不可取。在随后的参观中，我们深刻地认识到，共产党对三座大山的不断反抗斗争，是一段不断朝着光明、朝着光辉前进的历程，却也同样是一段荆棘遍布、既阻且长的漫漫长途。但我党革命先人没有放弃哪怕仅仅微弱的希望，发挥了革命乐观主义精神和自身能动性，以大无畏的姿态直视困难并迎难而上，才使我们迈上那条一直向往、却也无比崭新的康庄大道。我们意识到，科研生活同样如此，从来不会是和风丽日、山清水秀的坦途，这也同样需要我们不断地汲取前人的信仰之力，策动自己的奋斗之躯，扛着困难前进。通过此次参观学习，课题组的成员，对党的峥嵘岁月有了更为清晰和深刻的认识。我们也意识到，作为一名党员，同时作为一名研究生，在新时代里，我们的使命和担当是什么，那便是继承和发扬共产党人的信仰之力，做到严谨、朴实、勤奋、进取，做到博学、慎思、明辨、笃行，做到求是、创新，从而继往开来，不断勇攀高峰。图：李梓铭文：李梓铭

祝贺张德腾博士顺利通过博士后出站答辩

2020-09-28

2020年9月24日下午4:00，课题组博士后张德腾博士的博士后出站答辩在高分子楼附楼会议室顺利举行。本次答辩报告邀请了高分子系胡巧玲教授作为答辩主席，高分子系高长有教授、浙江省人民医院主任医师卢刚教授、生物医学工程系许科帝副教授以及高分子系朱旸研究员作为答辩委员。本次会议主要包括三个部分。首先，张德腾博士以简单凝练的语句对两年以来的工作做了一个系统的总结。其答辩的主要内容包括两个部分：一是通过PDMS模板热压的方法在PLCL表面引入条带，通过注射泵控制反应时间及后续功能化，在平行于条带方向上固定了多肽密度梯度，成功将物理拓扑形貌及梯度生化信号构建在同一聚酯材料的表面。该表面对雪旺细胞的取向伸长及定向迁移具有良好的引导及调控作用。二是将具有条带及多肽密度梯度的PLCL薄膜卷绕缝合成神经导管，移植到大鼠坐骨神经10mm缺损处，9天后即可实现缺损两端的桥接，14天后神经更加粗壮，8周后再生神经的功能部分恢复，长期植入16周后多项修复指标接近自提神经移植物，具有良好的应用前景。张博士的报告条理清晰，内容详实，引起了在座委员和同学们的极大兴趣。紧接着各位委员对报告的内容进行了激烈的讨论。胡教授首先对张博士两年以来的工作给予了极大的肯定。她表示张博士两个部分的工作总体上是一个纵向的研究伸展，这在研究深度上是一个不小的挑战。卢教授接着以专业的角度对张博士的工作提出了不少有用的建议。其余委员也相继同张博士进行了深度的交流讨论。会议的最后，评委会一致认为该研究成功验证了各向异性拓扑形貌与生化梯度信号结合的支架在大鼠体内促进外周神经再生的概念，对生物材料支架以及医疗器械的设计具有重要的指导意义。经考核小组表决，一致同意张德腾博士按期出战，建议考核等级为优秀！本次会议张博士圆满完成了博士后出站答辩，其精彩的报告和工作使在场的同学们受到了不小的启发；同时交流讨论部分对报告内容的延伸也使同学们受益匪浅。最后，再次祝贺张德腾博士顺利通过出站答辩，扬帆起航，前程似锦！图：吴欣雨文：李世分

西湖大学理学院王怀民教授来访

2020-10-27

10月24日，应高长有教授热情邀请，西湖大学理学院王怀民教授来访并作了精彩的学术报告。王怀民教授，2008年毕业于天津大学，获得学士学位；2009-2015年在南开大学攻读博士学位，师从杨志谋教授。2015-2018年在美国布兰迪斯大学化学系从事博士后研究，指导老师为Bing Xu教授。研究领域涉及化学，生物学与医学的交叉学科，研究兴趣主要为利用自组装小分子探索生命体系的基本问题，并应用于材料化学、化学生物学、生物医学以及纳米科学。共发表原创性论文60余篇，包括30余篇在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nano Letters, Chem. Soc. Rev, Adv. Funct. Mater, Acs Nano, Materials today, Biomaterials等发表的第一作者或通讯作者论文，论文引用2000余次（H-index=29）。并长期作为Nature communications, Advanced materials, Advanced functional materials, Nanoscale 等多种国际著名SCI期刊审稿人。曾获得“教育部学术新人奖”，“国家奖学金”，“南开十杰”，南开大学优秀博士毕业论文，优秀毕业生等多种荣誉。（王怀民教授作报告）王怀民教授以“生物体系多肽可控组装及生物医学应用”为题向大家介绍了他的研究方向及研究内容，包括功能分子组装策略，体外构建生物材料和生物体系原位组装。癌症，一直以来是全世界公共卫生的严重威胁，因此迫切需要新的治疗方法。王怀民教授系统地介绍了一种利用肿瘤细胞高（特异）表达的胞外酶，诱导多肽水凝胶在细胞膜原位生成，在癌细胞线粒体的选择靶向，并通过激活线粒体凋亡途径可以选择性地杀死癌细胞。这项工作为选择性靶向癌细胞细胞器（线粒体）提供了一种新思路，同时也为合理设计诱导癌细胞程序性死亡的策略提供了研究基础。（王怀民教授与朱旸老师深入交流）（王怀民教授为同学们答疑）报告结束后，课题组老师与王教授展开了激烈地讨论，双方都希望未来能有更加深入地交流与合作。对于同学们提出的疑惑，王教授也耐心为大家解答。图：王兆龙文：王兆龙

祝贺我组丁洁同学在Small上发表论文：一种兼具活性氧消除和释氧的可注射水凝胶用于心梗治疗

2020-11-21

组织微环境中过量表达的活性氧（ROS）和缺氧状态会破坏正常的组织修复和再生，进而促发纤维化和功能紊乱，是导致心肌梗死等炎症性疾病的重要诱因。因此，及时而有效地消除组织中过量的ROS并改善低氧环境对于抑制炎症微环境促进组织修复再生具有重要意义。本工作中，我们首先通过聚乙二醇二丙烯酸酯（Mn=575，PEGDA575）的双键和酮缩硫醇二胺小分子的氨基间的迈克尔加成反应合成了一种新型的含双键端基的活性氧响应超支化聚合物（HBPAK）。进一步将HBPAK、甲基丙烯酸修饰的透明质酸（HA-MA）、可将过氧化氢催化为水和氧气的过氧化氢酶（CAT）以及光引发剂LAP的水溶液充分混合，在紫外光照下数秒即可交联得到双功能水凝胶（图1）。该水凝胶兼具的活性氧消除和释氧功能，可针对性缓解心梗微环境的过度炎症和缺氧问题，有效地促进心梗组织的修复和治疗。图1 兼具活性氧消除和释氧的可注射水凝胶的构建及心梗治疗原理我们制备了四种不同的水凝胶材料（双功能、具备活性氧消除或释氧单一功能、无功能对照水凝胶四种），并将其注射进心梗大鼠梗死心肌层，考察体内的治疗效果。28天后的心超测试及Masson染色结果（图2）表明，四种水凝胶可不同程度上改善心功能和减小心梗面积，而兼具双功能的水凝胶可显著提高射血分数（EF）和短轴缩短率（FS）值，改善收缩功能，降低左心室收缩末体积（ESV）和舒张末体积（EDV）值，抑制心室体积变大和心室重构，减小心梗面积，具有最优的心梗修复效果。进一步的分析表明，该双功能水凝胶可有效减少心梗组织原位的自由基含量、缓解缺氧状态、减少全身血清中炎症因子TNF-α含量、抑制细胞凋亡、提高促组织修复型M2/炎性M1巨噬细胞比例、促进血管化。该双功能水凝胶无细胞负载组分，易于制备和手术操作，具有很大的应用潜能。图2 28天后心梗大鼠心超测试和Masson染色结果该研究工作“A Reactive Oxygen Species Scavenging and O2 Generating Injectable Hydrogel for Myocardial Infarction Treatment in vivo”于近日发表在Small杂志上。论文的第一作者为浙江大学高分子系博士生丁洁，通讯作者为浙江大学高分子系高长有教授。（论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005038）

浙江大学高长有教授/杨国利团队《Biomaterials》:超支化聚赖氨酸修饰钛表面同时实现抗菌促成骨

2020-11-22

临床上，牙科和骨科领域对种植体的需求正不断扩大。钛及其合金由于其优异的力学性能和抗逆性，良好的生物相容性，在植入器械领域有着广泛的应用。然而，纯钛植入体不具备抗菌性能且生物活性不足，容易造成感染和松动，而种植体松动以及感染引起的种植体周围炎是导致种植失败的主要原因。并且，对于同时罹患糖尿病或者骨质疏松的患者而言，对抗感染及促骨结合功能的种植体的需求更为迫切。当前对具有其中某一功能的改性钛植入体的研究已非常广泛，但是如何通过简单可靠的方法，制备兼具抗菌及促骨结合功能的种植体并确保其安全性，仍是一项巨大的挑战。 e-聚赖氨酸因其具有优异的广谱抗菌性，在日本等国家已被用于产业化的食品添加剂中，而a型的聚赖氨酸（PLL）常用于增强细胞粘附。超支化聚赖氨酸同时具有以上两种结构单元。由于其聚阳离子的特性，目前超支化聚赖氨酸在基因传递、药物载体领域的研究较为广泛，用于组织修复领域的研究则较少见。近日，浙江大学高长有教授团队与杨国利团队合作，提出一种简单实用的方法，以3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）为偶联剂，将超支化的聚L-赖氨酸（HBPL）接枝到碱热处理过的钛表面，实现抗菌及促成骨的双重功能。体外实验表明，表面修饰HBPL的材料对大肠杆菌（92.2%）和金黄色葡萄球菌（89.4%）都具有非常好的抗菌效果，同时材料还能促进小鼠前成骨细胞MC3T3-E1的粘附、铺展、增殖和分化等一系列行为。图1. 超支化聚赖氨酸修饰的种植体表面结构、功能及动物模型示意图。构建金黄色葡萄球菌感染的大鼠骨缺损模型，将表面修饰超支化聚赖氨酸的植入体植入3天后，与对照组相比，种植体表面和髓腔中的细菌数目明显减少，抗菌效果良好。同时，HE染色及CD68染色实验表明，与对照组纯钛相比，表面有超支化聚赖氨酸涂层的种植体能减弱组织的炎症反应。血清中肝肾功能相关指标也未见异常，说明植入体的生物安全性良好。Micro-CT及Masson染色实验表明，Ti-HBPL组的种植体相比于纯钛组能更好地促进新骨的形成，促进种植体与组织之间的整合，并且这种促进作用在感染组中更加明显。图2. 金黄色葡萄球菌感染的大鼠骨缺损模型，种植体植入3天后的抗菌性能、炎症及生物安全性评价。（A）稀释涂布平板法统计种植体表面及髓腔中的细菌数的照片。（B）和（C）分别为种植体表面及髓腔中菌数目的统计结果。（D）种植体植入3天后血清中ALT、AST、BUN和Cr的水平。（E）组织切片的HE染色。（F）组织的CD68染色荧光照片（红色：CD68蛋白；蓝色：细胞核；箭头：多核巨细胞）。（G）CD68阳性细胞的面积百分比定量分析。图3. 植入4周后，种植体的骨结合性能评价。（A）micro-CT观察种植体周围的新生骨。种植体骨结合率（B）、骨体积分数（C）、骨小梁数目（D）以及骨小梁间隙（E）的多重比较分析。骨-种植体界面的Masson三色染色照片（F）及定量分析（G）. 以上相关研究成果以“Covalent grafting of hyperbranched poly-L-lysine on Ti-based implants achieves dual functions of antibacteria and promoted osteointegration in vivo”为题发表在《Biomaterials》（10.1016/j.biomaterials.2020.120534）上。论文第一作者为浙江大学高分子科学与工程系硕士研究生杨志坚，共同第一作者为浙江大学医学院附属口腔医院博士生席月；浙江大学高长有教授、浙大口腔医院副主任医师杨国利为共同通讯作者。

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