胶原蛋白自组装生物功能材料的研究进展(5)

随着微纳米组装技术的快速发展，胶原蛋白在体外通过疏水相互作用[9]、静电相互作用[10-12]、化学交联反应[13]、半胱氨酸参与的化学反应[14-16]、金属-配体配位反应[17]、π-π堆积[18]和空间结构优势互补[19]等作用自组装形成高度有序的微观结构，制备的胶原蛋白自组装材料因具有优异的生物相容性、可生物降解性和弱抗原性，被认为是最有用的生物材料之一[20]。近年来，设计和合成具有优异性能的胶原蛋白自组装生物功能材料已成为研究热 点[21-24]。

1 胶原蛋白自组装生物功能材料

自组装生物功能材料使用的胶原蛋白来自两个方面：一是将来源于生物体的天然胶原蛋白作为构筑基元，构建多种多样超分子纳米结构；二是人工合成具有胶原蛋白次级结构和生物活性的胶原蛋白模拟肽，作为天然胶原蛋白的模型分子。胶原蛋白模拟肽是多个氨基酸序列的循环单元，可以根据需求人工合成任意长度的胶原蛋白模拟肽。用胶原蛋白模拟肽修饰构筑基元主体，最终达到组装目的。目前，胶原蛋白自组装生物功能材料的组装方法主要有模板自组装法、原位自组装法、定向自组装法和诱导自组装法等。

1.1 模板自组装法

模板自组装法是将结构限制在模板表面，对自组装行为进行引导，促使空间相在较大范围结构有序。模板自组装法可以控制膜的层数制备单层膜、多层膜和复合膜，调控材料的功能特性。与其他自组装法相比，操作最简单，通用性最强，适用于各种类型的基材[25-26]。最常用的模板自组装法是层层（LBL）自组装法。层层自组装法将阴阳离子层交替沉积在基板上[27]，借助分子间的静电引力，自发构筑超分子结构[28]。

利用层层自组装技术，将胶原蛋白和其他具有特定功能的物质组装到材料表面，对材料进行修饰，胶原蛋白组装形成高度有序的结构，使材料获得良好的生物相容性，不会对机体产生免疫毒性。同时，特定功能的物质可赋予材料光、电、磁、力等新性能。XING等[29]在聚醚酰亚胺处理的载玻片上利用层层自组装法制备了纳米金-胶原蛋白/多肽修饰光敏剂（TPPAc-PLL）多层复合膜。如图1所示，纳米金结合胶原蛋白和多肽修饰光敏剂通过静电引力结合形成多层膜，操作方法简单。胶原蛋白使膜保持生物活性，高度有序的结构使膜具有优异的力学性能，为细胞的生长提供了良好的环境。将聚赖氨酸（PLL）与完全不溶于水的光敏剂5-[4-羧基苯基]-10,15,20-三苯基卟吩（TPPAc）偶联，改善了光敏剂TPPAc的水溶性，由于光敏剂TPPAc的存在，当受到光波照射时，靶向细胞中的组织蛋白酶使多聚赖氨酸链降解，阻断光敏分子的自淬灭反应，产生单线态氧，从而控制靶向细胞的凋亡（剥离），这种方法为调节细胞生长和细胞凋亡提供了有效的平台，可用于抗癌药物的设计和制备。

文章来源：《金属功能材料》 网址: http://www.jsgncl.cn/qikandaodu/2021/0303/402.html