功能化磺化聚醚醚酮增强成骨性和抗菌活性

来自 实验室仪器网

《工程学》杂志最近发表的一篇文章提出了一种新方法，即使用自组装黑磷 (BP) 纳米片、受贻贝启发的聚多巴胺 (PDA) 和生物活性E7肽来增强磺化聚醚醚酮 (sPEEK) 的成骨和抗菌特性。

聚醚醚酮 (PEEK) 是一种高性能半结晶性聚合物，由于其生物相容性、化学稳定性和弹性模量与人体骨骼相似，因此常用于骨植入物。然而，其生物惰性会阻碍成骨，并允许细菌在植入物-骨界面上定植。

PEEK可以用BP纳米片进行改性，BP纳米片是一种窄带隙半导体，具有出色的骨修复潜力，并能通过光热效应杀死细菌。然而，BP纳米片在复杂的生理环境中会迅速降解，因此需要进行改性才能用于生物应用。

PD 的多功能涂层可充当“生物胶”，增强裸露BP纳米片的稳定性和光热性能。此外，通过BP和PDA自组装形成的复合纳米颗粒具有较高的比表面积和粘度，使其成为装载E7肽等功能分子的理想选择。

这种短肽对骨髓间充质干细胞（BMSC）有很强的亲和力，应用于植入物-骨界面时可促进骨整合。

FESEM照片显示sPEEK表面形成微/纳米级三维多孔网络，有利于细胞锚定和组织生长。经BP/PDA和E7改性后，该多孔结构变得更加复杂，孔数增加，孔径减小。EDS和荧光图像证实了BP纳米片和E7在sPEEK上的均匀沉积。

与单独的 sPEEK 相比，sPEEK/BP/E7 样品的润湿性有所改善，通过增加细胞亲和力促进更好的细胞粘附和成骨反应。此外，由于均匀的 BP/PDA 涂层，sPEEK/BP 和 sPEEK/BP/E7 在 500 秒的 NIR 照射后显示出增强的光热效应。

在体外细胞活性分析中，sPEEK/BP/E7 表现出最高的 BMSC 活力，这归因于E7肽的存在。此外，在Transwell 迁移测试中，跨越 sPEEK/BP/E7 孔隙的 BMSC 数量明显多于 sPEEK 和 sPEEK/BP。sPEEK/BP/E7 还表现出最高的细胞外基质矿化水平，其次是 sPEEK/BP。

RT-PCR结果证实sPEEK/BP/E7能有效诱导BMSCs向成骨细胞分化。此外，sPEEK上的BP/PDA涂层对金黄色葡萄球菌的抑制率为100%，对大肠杆菌的抑制率为93.1% ，表明sPEEK/BP和sPEEK/BP/E7均具有优异的体外光热抗菌性能。

功能化磺化聚醚醚酮在增强成骨性和抗菌活性方面的研究成果，为骨再生领域带来了新的希望，预示着未来可能实现更安全、高效的骨修复方案。

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