6月19日,西湖大學(xué)云谷校區(qū)舉辦了一場新興生物材料相關(guān)報告發(fā)布會,會上發(fā)布了《未來健康:新興生物材料》。這是西湖大學(xué)未來產(chǎn)業(yè)研究中心和美國化學(xué)文摘社深入合作的成果。
**最火爆、最活躍的新興生物材料有哪些,應(yīng)用領(lǐng)域又是哪里?**快來一次看個明白!
一、抗細(xì)菌材料抗細(xì)菌材料是指具備抑制細(xì)菌生長和繁殖或殺滅細(xì)菌特性的生物材料,包括以各種形式載有抗生素的生物材料,也包括抗菌聚合物、抗菌肽、抗菌酶、納米材料、噬菌體等本身具有抗菌能力的材料及復(fù)合物。
**關(guān)鍵材料:**納米基材料(如納米顆粒、納米纖維、納米片等)、水凝膠、脂質(zhì)體、量子點等。
**主要應(yīng)用:**靶向遞送抗生素;作用于醫(yī)療器械的表面以降低感染風(fēng)險;制成水凝膠,用于傷口愈合、組織工程等應(yīng)用;用于食品工業(yè)、表面防污等。
二、脂質(zhì)材料:
脂質(zhì)材料是一類重要的藥物遞送材料,被巧妙地設(shè)計成一種可以封裝、運輸和釋放多種治療藥物(包括小分子藥物、基因和生物制劑)的載體,以提高低水溶性藥物的溶解度、保護(hù)不穩(wěn)定化合物不被降解,以及精準(zhǔn)靶向體內(nèi)的疾病部位。
**關(guān)鍵材料:**脂質(zhì)納米顆粒、外泌體、乳劑、病毒樣顆粒、脂質(zhì)前藥納米顆粒等。
**主要應(yīng)用:**藥物遞送、疫苗遞送和基因治療、醫(yī)學(xué)診斷與成像、化妝品、營養(yǎng)、免疫化學(xué)等。
三、生物墨水:
生物墨水是含有特定類型細(xì)胞、天然或合成聚合物以及其他輔助材料,可用于生物打印制造三維支架、組織和器官等生物結(jié)構(gòu)的材料。
**關(guān)鍵材料:**天然聚合物(海藻酸鹽、透明質(zhì)酸等多糖,多肽、絲蛋白等)、合成聚合物(透明質(zhì)酸甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸?;髂z等)、細(xì)胞材料(干細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、血細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)、生長因子等)。
**主要應(yīng)用:**組織工程、藥物遞送、傷口愈合、個性化醫(yī)療、藥物測試、疾病建模等。
四、可編程材料:
可編程材料是可以按照預(yù)先確定的順序改變其形態(tài)、物理特性和/或化學(xué)功能,以響應(yīng)外部刺激或周圍環(huán)境變化的生物材料。
**關(guān)鍵材料:**木質(zhì)素、金屬有機(jī)骨架、聚多巴胺、羧甲基纖維素鈉、DNA等。
**主要應(yīng)用:**藥物遞送、植入體、傳感器、執(zhí)行器、組織工程、遺傳工程、3D打印等。
五、蛋白質(zhì)材料:
蛋白質(zhì)是由長多肽鏈組成的復(fù)雜分子,通常折疊形成高度復(fù)雜和動態(tài)的結(jié)構(gòu)。由蛋白質(zhì)組成的材料被稱為蛋白質(zhì)材料,包括絲蛋白、膠原蛋白、角蛋白等,具有生物相容性、生物可降解性、生物可吸收性和自組裝等理想特性。
**關(guān)鍵材料:**結(jié)構(gòu)蛋白(膠原蛋白、絲蛋白、角蛋白等)、彈性蛋白(彈性蛋白和節(jié)肢彈性蛋白等)、黏附蛋白(貽貝足蛋白等)等。
**主要應(yīng)用:**藥物遞送、組織工程、傷口愈合、電子皮膚、生物打印等。
六、自愈合材料:
自愈合材料是指在受到機(jī)械、熱和化學(xué)誘導(dǎo)損傷后,不依賴于外部協(xié)助而恢復(fù)其原有特性的材料。當(dāng)自愈合材料兩個不連接的切面接觸時,可逆鍵可以重新形成,結(jié)合物質(zhì)的相互擴(kuò)散,實現(xiàn)兩個面的重新連接。
**關(guān)鍵材料:**合成聚合物、天然聚合物、有機(jī)和無機(jī)分子、純元素、礦物(如羥基磷灰石)、合金(如不銹鋼)、配位化合物等。
**主要應(yīng)用:**醫(yī)療設(shè)備、藥物輸送系統(tǒng)、組織工程等。
七、生物電子材料:
生物電子材料指能夠被應(yīng)用于生物電子學(xué)的材料。生物電子學(xué)的核心是將電子設(shè)備以移植或附著在皮膚上的形式整合至生物系統(tǒng)中,使電子系統(tǒng)能夠在分子、細(xì)胞和器官水平上與生物組件相互作用,很大程度上依賴于一系列能夠與生物組織有效整合的專用材料。
**關(guān)鍵材料:**貴金屬及其合金、氧化銦錫、石墨烯、鈦和聚二甲基硅氧烷聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
**主要應(yīng)用:**有源傳感器組件、電子組件和生物組織之間的接口材料(包括電傳感/映射/刺激應(yīng)用)、光電材料、信號處理元件和機(jī)械傳感器等生物電子設(shè)備等。
八、生物醫(yī)用可持續(xù)材料:
生物醫(yī)用可持續(xù)材料是指在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用環(huán)境中,具有以下一種或多種特征的材料:一是可生物降解或可堆肥,即可在沒有人為干預(yù)的自然條件下降解;二是由生物基、自然界中豐富的或可再生的原料制成;三是與被取代的材料相比更環(huán)保。
**關(guān)鍵材料:**纖維素、淀粉和殼聚糖等天然聚合物,聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)等合成聚合物等、可生物降解的聚己二酸-1,4-丁二醇-對苯二甲酸共聚物(PBAT)等。
**主要應(yīng)用:**制造醫(yī)療設(shè)備、改善醫(yī)療包裝的阻隔性能、作為可生物降解復(fù)合材料中的增強材料。