PTI Chorus助力多肽功能化絲纖維在可攝入材料中的創新應用

瀏覽次數：880　發布日期：2024-10-25　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

在現代醫學和生物工程領域，多肽的研究正發揮著越來越重要的作用。多肽不僅在藥物遞送、組織再生和生物傳感器等方面展現出廣泛的應用潛力，還為新型生物材料的開發提供了新的可能性。該研究探索了多肽功能化絲纖維在可攝入設備中的應用潛力。

研究背景
可攝入材料的開發為藥物釋放和生理監測提供了革命性解決方案。這些設備可以在體內實現藥物的精準投放，從而提高治療效果，減少副作用。然而，許多傳統材料在胃液中容易溶解，導致藥物釋放不穩定，增加治療風險。因此，開發能夠在胃中保持穩定并在小腸和大腸中逐漸釋放藥物的新型材料顯得尤為重要。

該研究團隊聚焦于絲素蛋白，因其優異的生物相容性和生物可降解性，成為開發新型可攝入材料的理想選擇。在生物醫學應用中具有廣泛的前景。研究人員通過將多肽引入脫膠絲纖維（Degummed Silk Fibres ,DSF）中，進一步提升了其功能性。這種結合不僅增強了材料的生物相容性，還通過與細胞的相互作用，促進了組織再生。

主要研究成果
多肽功能化的絲綢纖維制備
研究人員通過化學方法將具有細胞粘附能力的多肽（如RGD肽）連接到脫膠絲纖維上。RGD肽是一個已知的細胞粘附基序，能夠促進細胞與基質之間的相互作用。這種功能化的絲纖維在模擬胃液中表現出良好的穩定性，并能夠在小腸和大腸中有效溶解，為藥物的精準釋放提供了保障。

圖 1 示意圖顯示激活脫膠絲纖維（DSF）上-COOH殘基及其與MO-07肽的N端氨基反應的合成途徑

復合明膠的創新開發
明膠是一種廣泛應用于生物醫學的材料，研究團隊將功能化絲纖維與明膠結合，成功制備了一種新型復合材料。該材料在37°C的模擬胃液中保持彈性和穩定性，能夠在小腸的中性環境中逐漸溶解，確保藥物按需釋放。這一特性使得復合明膠在臨床應用中極具潛力，特別是在智能藥物遞送系統中。

圖 2 （a）脫膠絲纖維DSF（左）和MO-07/DSF（右）與水的接觸角測量。（b）通過將DSF和肽功能化DSF分別溶解在甲酸中，獲得MO-07肽、RS和MO-07/RS薄膜的FTIR光譜圖

增強機械性能
實驗結果顯示，功能化絲纖維顯著提高了復合明膠的機械性能，其抗壓強度是傳統明膠的四倍。這一特點為其在生物醫學領域中的應用提供了堅實基礎，尤其是在組織工程和藥物遞送系統中的使用。研究表明，功能化的絲纖維不僅提高了材料的強度，還改善了其延展性和彈性，為未來的應用奠定了良好的基礎。

圖 3 （a）照片顯示拉伸時MO-07/RS薄膜的延申率，（b）RS和MO-07/RS樣品的力與應變比（λ）曲線的關系

多肽研究前景
多肽作為生物材料中的重要成分，具有獨特的生物活性和功能性。這項研究展示了多肽功能化絲纖維的巨大潛力，為未來開發更高效的可攝入設備和生物材料提供了新的思路。

此外，多肽在生物傳感器和智能材料中的應用也備受關注。通過將多肽與傳感器材料結合，可以實現對生物標志物的高靈敏度檢測。這為疾病早期診斷和個性化醫療提供了新的技術手段。

未來展望
隨著生物材料科學的不斷進步，未來的研究將可能集中在如何將多肽功能化的絲纖維與其他生物材料結合，以創造出更為復雜的多功能系統，以適應不同的環境條件。這些系統不僅能夠滿足藥物釋放的需求，還能促進組織再生和修復，為患者提供更全面的治療方案。

總之，這項研究為多肽功能化的生物材料在醫學領域的應用開辟了新的方向，展示了其在未來醫療中的廣泛前景。

高效多肽合成
該研究中，多肽MO-07 (YRGDS)采用 PurePep® Chorus 儀器 (Gyros Protein Technologies) 電磁感應加熱輔助的固相多肽合成（SPPS）制備，使用 Fmoc-Ser(tBu)-Wang 樹脂 (取代度：0.6 mmol/g)，采用單次偶聯方案，合成規模 0.25 mmol，粗肽產率為 80.5%。