科技日報記者 劉霞
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)30日報道，美國德克薩斯農(nóng)工大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新型的水穩(wěn)定二維共價有機(jī)框架（COF）納米顆粒，可以引導(dǎo)人類間充質(zhì)干細(xì)胞分化為骨細(xì)胞，促進(jìn)骨骼再生，有望在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域“大顯身手”。相關(guān)研究發(fā)表于《高級保健材料雜志》。
新型多孔納米顆粒可引導(dǎo)干細(xì)胞分化。紫色部分是人類間充質(zhì)干細(xì)胞的骨架，綠色部分是二維COF納米粒子。 圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
最新研究負(fù)責(zé)人、生物醫(yī)學(xué)工程系副教授阿希列什·佳哈瓦解釋說，二維COF多孔有機(jī)聚合物因其結(jié)晶性、有序可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)等備受關(guān)注，但COF難以加工成納米材料，且穩(wěn)定性差，限制了其在再生醫(yī)學(xué)和藥物輸送方面的應(yīng)用，需要新方法讓這些COF保持足夠穩(wěn)定，同時保持其生物相容性。
鑒于此，在本研究中，佳哈瓦團(tuán)隊通過將COF與兩親性聚合物——同時含有疏水性和親水性成分的大分子結(jié)合，增強(qiáng)了COF納米顆粒的水穩(wěn)定性，使這些納米顆粒能夠應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在較高濃度下，二維COF也不會影響細(xì)胞的活力和數(shù)量激增。此外，這些二維COF擁有生物活性，可以引導(dǎo)干細(xì)胞生成骨細(xì)胞。初步研究表明，這些納米顆粒的形狀和大小會影響其生物活性，但需要開展更多深入研究。
由于這些納米顆粒擁有很多孔隙，佳哈瓦團(tuán)隊利用這種特性來遞送藥物。實驗證明，他們能夠?qū)⒁环N名為地塞米松的骨誘導(dǎo)藥物裝載到COF的多孔結(jié)構(gòu)中，以進(jìn)一步促進(jìn)骨骼的生成。
研究人員表示：“這些納米顆粒可以延長藥物被遞送到人類間充質(zhì)干細(xì)胞（通常用于骨再生）的時間，藥物的持續(xù)釋放增強(qiáng)了干細(xì)胞向骨系的分化，由此促進(jìn)了骨骼再生?！?/p>
團(tuán)隊認(rèn)為，這項研究對未來生物材料的設(shè)計非常重要，可以為組織再生和藥物遞送應(yīng)用提供指導(dǎo)。他們計劃接下來在患者身上評估這種納米技術(shù)。
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