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  尺寸、化學(xué)組成和表面形貌可調(diào)節(jié)的生物可降解聚合物微粒在藥物裝載、微反應(yīng)和細(xì)胞遞送等多個(gè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。其中，大尺寸的微粒由于具有較高的表面積與體積比，能夠給細(xì)胞提供適當(dāng)?shù)慕䴘?rùn)空間，可作為細(xì)胞載體便捷地植入體內(nèi)用于組織再生。具有不同表面形態(tài)和化學(xué)成分的可生物降解聚合物微粒能夠積極地調(diào)節(jié)細(xì)胞行為、組織微環(huán)境并促進(jìn)組織修復(fù)與再生。目前，制備表面粗糙的小尺寸（幾微米）微粒已有報(bào)道，但制備數(shù)十微米同時(shí)具有多層次結(jié)構(gòu)的聚合物微粒仍然是一項(xiàng)較大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，將圖案化微球用于組織修復(fù)的報(bào)道很少。

  浙江大學(xué)高長(zhǎng)有教授課題組利用乳液界面不穩(wěn)定性的原理，制備了直徑50~100 μm、表面具有多級(jí)突刺結(jié)構(gòu)的聚（D,L–丙交酯-co-乙交酯）(PLGA)/PLGA-b-聚乙二醇（PEG）表面粗糙微球。所得微球表面的粗糙結(jié)構(gòu)具有溫度響應(yīng)性，在37°C處理6天或80°C處理1小時(shí)可變?yōu)楸砻婀饣蚊病６喟桶烦练e可提高粗糙微球的熱穩(wěn)定性。通過(guò)熱處理和多巴胺沉積相結(jié)合，制備了一系列具有穩(wěn)定表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的微球。粗糙微結(jié)構(gòu)和多巴胺沉積表現(xiàn)出協(xié)同作用，增強(qiáng)了細(xì)胞與微粒表面的相互作用，促進(jìn)了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)、A549和MC3T3等多種細(xì)胞的粘附。將多巴胺沉積的粗糙微球植入到新西蘭兔股骨缺損部位12周后，micro-CT、組織學(xué)、western blot和RT-PCR結(jié)果顯示，該微球可顯著促進(jìn)股骨再生。本研究為制備大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)的聚合物微球及其用于組織再生提供了新策略和新思路。

圖1. 多巴胺修飾的粗糙PLGA/PLGA-b-PEG微球的結(jié)構(gòu)及其在體外促進(jìn)細(xì)胞粘附和體內(nèi)骨再生中的應(yīng)用示意圖。利用乳液的界面不穩(wěn)定性制備了多級(jí)結(jié)構(gòu)的PLGA/PLGA-b-PEG微球。多巴胺沉積后加熱，粗糙微球的微觀結(jié)構(gòu)保持良好，促進(jìn)細(xì)胞粘附；未經(jīng)多巴胺處理的微球，熱處理后變?yōu)楣饣⑶颍柚辜?xì)胞粘附。多巴胺沉積的粗糙微球比光滑微球更能促進(jìn)兔的股骨再生。

圖2. 粗糙PLGA/PLGA-b-PEG微球的表征。微球的光學(xué)顯微鏡圖像(a)、共聚焦顯微鏡圖像(b)和SEM圖像(c-e)。宏觀形貌（c）、表面形貌(d)和截面圖(e)。微球表面碳和氧元素的XPS結(jié)果(f)。

圖3. 體內(nèi)股骨再生的評(píng)價(jià)。基因(a)和蛋白(b,c)在體內(nèi)植入12w后的表達(dá)(b)。*表示p<0.05水平，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，n=4。

  該研究論文題為L(zhǎng)arge fuzzy biodegradable polyester microspheres with dopamine deposition enhance cell adhesion and bone regeneration in vivo，發(fā)表在Biomaterials雜志上。論文共同第一作者為張德騰博士、鄭鴻浩博士，通訊作者為浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高長(zhǎng)有教授。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120783