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微流控技術(shù)仿生合成新型微米纖維生物材料研究取得新進(jìn)展

    近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員秦建華領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在利用微流控技術(shù)仿生合成功能化微米纖維生物材料方面取得新進(jìn)展，研究成果以封面文章發(fā)表在最新的Advanced Materials (2014, 26, 2494–2499 )上。

　　自然界中的竹子形態(tài)結(jié)構(gòu)堅(jiān)韌挺拔，錯(cuò)落有致，稱謂“梅蘭竹菊”四君子之一。該研究工作巧妙利用液滴微流控技術(shù)和濕法紡絲原理，首次仿生設(shè)計(jì)制備出一種具有纖維-微球間隔有序排列，呈現(xiàn)精致“竹子”樣形態(tài)的新型仿生混合纖維材料，并探索其生物功能的潛在應(yīng)用。該工作所制備的纖維材料直徑約100-200um，長(zhǎng)度可達(dá)幾十米，它以具有生物相容性的天然水凝膠作為“竹桿”，內(nèi)部有序排列的球形材料經(jīng)脫水而形成“竹節(jié)”，其中球形結(jié)構(gòu)材料可以是高分子聚合物、微液滴、甚至是具有生物活性的細(xì)胞微球。該制備方法的顯著特點(diǎn)是，球形材料在微纖維內(nèi)部排列可通過(guò)數(shù)字化微流控系統(tǒng)進(jìn)行可控編碼，并賦予這種纖維材料極其靈活的生物功能特性。這種新型混合微米纖維材料可作為多種類型細(xì)胞和生物分子的功能載體，其材料表面和內(nèi)部都可負(fù)載不同類型細(xì)胞，不僅可作為干細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)擴(kuò)增的反應(yīng)器，還可作為一種過(guò)渡性的空間支架材料形成三維組織或用于移植治療，在組織工程和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

　　近兩年，大連化物所微流控芯片研究組開(kāi)展了一系列基于微流控芯片與納米生物集成技術(shù)的新型生物材料合成、生物界面仿生及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，取得了顯著進(jìn)展。部分成果分別發(fā)表于Biomaterials (2014,35,1390-1401), Integrative Biology (2014,6,35-43), Small (2013,9,497–503), Nanoscale (2013,5,4687-4690), Advanced Materials (2012, 24, 2191-2195)等。

　　上述工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向性項(xiàng)目的支持。