2021年7月10號(hào)，蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院耿德春課題組在《Bioactive Materials》（IF=14.593）發(fā)表題為“Rational integration of defense and repair synergy on PEEK osteoimplants via biomimetic peptide clicking strategy”的研究論文，該研究提出并開發(fā)了一種受貽貝啟發(fā)的仿生多肽涂層，提高了以聚醚醚酮（PEEK）為原材料的骨植入物的植入物-骨界面整合能力和抗感染能力，為惰性醫(yī)療植入物整合多種生物功能，滿足臨床需求提供了一個(gè)有前景的解決方案。

聚醚醚酮（PEEK）是一種特殊工程材料，其具有接近皮質(zhì)骨的機(jī)械性能和生理環(huán)境的骨外穩(wěn)定性，已被廣泛應(yīng)用于骨科和頜面外科手術(shù)。然而，傳統(tǒng)的PEEK材料存在骨整合不足和術(shù)后細(xì)菌感染的問題，給患者和整個(gè)社會(huì)帶來沉重負(fù)擔(dān)。因此，由PEEK制成的骨科假體需要進(jìn)一步功能化，以改善植入物周圍的成骨性和抗感染活性。

研究人員首先合成了受貽貝啟發(fā)的可點(diǎn)擊肽(DOPA)6-PEG5-Azido。既用丙酮酸保護(hù)的Fmoc-DOPA（丙酮）-OH將3,4-二羥基-L-苯丙氨酸（DOPA），將一種富含貽貝足蛋白（Mfps）的兒茶酚氨基酸引入到肽序列中，并和具有一個(gè)賴氨酸間隔的六價(jià)DOPA單元和與聚乙二醇（PEG）連接的疊氮基整合在一起，獲得了可點(diǎn)擊的兒茶酚肽(DOPA)6-PEG5-Azido，通過生物正交反應(yīng)偶聯(lián)抗菌肽（DBCO-AMP）和成骨生長肽（DBCO-OGP），獲得不同比例的雙肽修飾的PEEK材料。

細(xì)胞相容性和抗感染性是植入材料可用性的前提條件，研究人員發(fā)現(xiàn)有涂層的PEEK材料表現(xiàn)出了和骨髓源的間充質(zhì)干細(xì)胞（BM-MSCs）的良好相容性，且AMP偶聯(lián)的PEEK材料表現(xiàn)出了良好的抗菌效果

理想的骨植入物應(yīng)該能提供足夠的成骨活性，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的骨-植入物的整合。研究人員在不同的PEEK表面培養(yǎng)BM-MSCs 4-14天后檢測(cè)成骨細(xì)胞的成骨分化，結(jié)果顯示所有肽修飾的PEEK材料都能明顯的誘導(dǎo)細(xì)胞成骨分化，且OGP偶聯(lián)的PEEK材料表現(xiàn)出更好的成骨誘導(dǎo)活性。免疫熒光檢測(cè)不同PEEK表面的BM-MSCs的骨鈣素（OCN，成骨分化標(biāo)志物）（圖3）.

體外實(shí)驗(yàn)表明偶聯(lián)肽的PEEK材料表現(xiàn)出了良好的抗感染及成骨誘導(dǎo)活性，說明PEEK表面仿生涂層偶聯(lián)AMP和OGP的策略是可行的，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，偶聯(lián)肽的PEEK材料同樣也表現(xiàn)出了良好的抗感染能力和成骨誘導(dǎo)活性。

總之，研究人員開發(fā)了一種升級(jí)的受貽貝啟發(fā)的表面策略，通過使用具有可點(diǎn)擊疊氮基末端的 Mfps模擬肽實(shí)現(xiàn)PEEK骨植入物的多功能化?？偟膩碚f，生物正交化學(xué)和貽貝粘附機(jī)制的結(jié)合可以培育出更好的類貽貝表面化學(xué)，這可能是惰性醫(yī)療植入物表面生物工程的一個(gè)有前景的解決方案，特別是對(duì)于多種生物功能的合理整合以滿足臨床需求。

在本研究中使用的檢測(cè)肌動(dòng)蛋白的TRITC Phalloidin 羅丹明標(biāo)記鬼筆環(huán)肽（貨號(hào):40734）為翌圣生物科技（上海）股份有限公司（以下簡稱翌圣生物）產(chǎn)品。翌圣生物為您提供多款不同熒光標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽，滿足您多標(biāo)實(shí)驗(yàn)的不同需求。

Meng  Li, Jiaxiang Bai, Huaqiang Tao, Li Hao, Weiling Yin, Xiaoxue Ren, Ang  Gao, Ning Li, Miao Wang, Shiyuan Fang, Yaozeng Xu, Liang Chen, Huilin  Yang, Huaiyu Wang, Guoqing Pan, Dechun Geng, Rational integration of  defense and repair synergy on PEEK osteoimplants via biomimetic peptide  clicking strategy, Bioactive Materials, ISSN 2452-199X,  doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.07.002.