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De Novo Design of Functional Coassembling Organic–Inorganic Hydrogels for Hierarchical Mineralization and Neovascularization

包含有機(jī)和無(wú)機(jī)成分的合成納米結(jié)構(gòu)材料提供了一種獨(dú)特、強(qiáng)大且用途廣泛的材料類(lèi)別，由于不同成分的固有特性具有獨(dú)特但互補(bǔ)的性質(zhì)，基于合成納米粘土（Laponite，Lap）和肽兩親物（PAs，PAH3）構(gòu)建了一個(gè)超分子系統(tǒng)，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，可以共同組裝成具有高結(jié)構(gòu)完整性和一系列生物活性的納米結(jié)構(gòu)水凝膠。利用光譜和散射技術(shù)以及分子動(dòng)力學(xué)模擬方法來(lái)確認(rèn)PAH3納米纖維靜電吸附并符合Lap的表面納米盤(pán)。電子和原子力顯微鏡也證實(shí)了與Lap共同組裝后PAH3納米纖維的直徑和表面積增加。動(dòng)態(tài)振蕩流變學(xué)表明，共組裝的 PAH3-Lap水凝膠顯示出高剛度和穩(wěn)健的自愈行為，而氣體吸附分析證實(shí)了分層和不均勻的孔隙率。此外，三維 (3D) 矩陣內(nèi)的這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)為高縱橫比羥基磷灰石納米棒的成核和分層組織提供了空間限制，使其成為 3D 矩陣內(nèi)明確定義的球形簇。有機(jī)-無(wú)機(jī)PAH3-Lap水凝膠的適用性在體外進(jìn)行了評(píng)估使用人骨髓來(lái)源的基質(zhì)細(xì)胞 (hBMSC) 和體外使用雞絨毛尿囊膜 (CAM) 測(cè)定。結(jié)果表明，有機(jī)-無(wú)機(jī)PAH3-Lap水凝膠促進(jìn)人體骨骼細(xì)胞增殖，并在礦化后與 CAM 整合，被血管浸潤(rùn)，刺激細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生，并促進(jìn)相對(duì)于對(duì)照的大量礦物質(zhì)沉積。