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1、第36卷第1期武漢理工大學(xué)學(xué)報V0lI36No．12014年1月JOURNALOFⅥmANUNIVERSITYOFTECItNOLOGYJarL2014doi：10．3963／j．issn．1671—4431．2014．01．001仿生功能生物界面材料陳文銳，卿光焱，孫濤壘(武漢理212大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室，武漢430070)摘要：控制材料表面的化學(xué)和物理性質(zhì)，進而對包括細胞及生物分子在內(nèi)的生物個體在表面的行為進行操控是生物材料研究的一個重要任務(wù)。自然界中的生物系統(tǒng)表現(xiàn)出許多獨特的性質(zhì)，1)自然界中生物材料的優(yōu)越性與表面
2、的多尺寸微納米結(jié)構(gòu)有關(guān)；2)生物系統(tǒng)通常采用多重弱相互作用，如氫鍵作用、親疏水效應(yīng)等來解決生物分子相互作用的問題；3)自然界中的生物分子通常是手性分子并且偏好表現(xiàn)為某一特定的對稱構(gòu)型。總結(jié)了以這些特征而設(shè)計的帶有獨特功能的新型生物界面材料，重點闡述了納米界面材料、智能生物界面材料和手性生物界面材料等。關(guān)鍵詞：界面材料；智能；手性；響應(yīng)性中圖分類號：O647文獻標識碼：A文章編號：1671—4431(2014)01—0001一llFunctionalBiointerfaceMaterialsInspiredfromNatureCHEN
3、W一rui，QINGGuang—yan，SUNTao—lei(StateKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessing，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：ItisoneofthemostimportanttaskstOmanipulatetheinterfaciallychemicalandphysicalproperties，furthertomodulatethebe
4、haviorsofcellsandbiomoleculesonthematerialsurfaces，whichwil1largelypromotehigh-performancebiomaterialsanddevices．Inthisaspect，biologicalsystemsinnaturegiveUSlotsofinspirations．ThefirstoneisthatthesuperiorattributesofnaturalbiomaterialsarecloselyrelatedtOthemulti-scalem
5、icro-andnanostructuresonthesurface~thesecondoneisthatbiologicalsystemusuallyreliesonhighlyspecificweakinteractionstomodulatebiomoleculeinterac—tions；thethirdoneisthatmostofbiomoleculesinnaturearechira1moleculesandshowhighpreferenceforonespecificenantiomorphousconfigura
6、tion．Thesefeaturesbringmanyinspirationstoconstructnovelbiointerfacematerialssuchasstructura1biointerfacematerials，smartbiointerfacematerialsandchiralbiointerfacematerials．Thispaperintroducedre—centprogressesintheseaspects，andprospectiveoftheseresearches．Keywords：interf
7、acialmaterials；smart；chiral；responsive隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和生物科技的發(fā)展，越來越多的人工材料與器件應(yīng)用于人體和生物體，例如生物檢測器件，可植入材料，組織工程材料等[1七]。在這些應(yīng)用中存在兩個基本的科學(xué)問題：細胞與材料在界面上的相互作用，以及生物分子與材料在界面上的相互作用。在這些方面，生物體系中存在一些獨特的機制來解決相互作用的問題，這為生物界面材料的研究帶來了很多啟示[3]。在這些啟示的基礎(chǔ)上，科學(xué)家們從物理和化學(xué)領(lǐng)域里尋找到了幫助L4]。例如，在外界刺激存在時，響應(yīng)性聚合物能可逆地改變其物化性質(zhì)
8、，基于這種性質(zhì)，它們已經(jīng)廣泛地被用作智能涂層和響應(yīng)性生物界面材料，包括藥物控制釋放、生物傳感、生物分離等。從仿生的觀點看，自然界中的生物系統(tǒng)表現(xiàn)出許多獨特的性質(zhì)，首先是利用多重結(jié)構(gòu)效應(yīng)在細胞外基質(zhì)中控制潤濕性，且更進一步影響細胞外基質(zhì)
