纳米粘土因其增强聚合材料的力学性能和赋予生物功能的能力在生物材料界具有重要地位。除了作为物理交联剂的效用，粘土还被探索用于生物分子的持续定位，以促进体内组织再生。但是利用粘土边缘进行聚合物物理交联的策略，以及这种方法可能提供的材料科学机会，还没有被探索过。因此这篇文章探索了应用粘土-双膦酸盐的相互作用来实现双膦酸修饰的透明质酸聚合物的物理凝胶化并增强水凝胶中的蛋白质的结合作用的原理论证和应用。
南安普敦大学的JonathanDawson教授带领他的团队应用特定的双膦酸盐与带正电荷的粘土颗粒边缘的相互作用来开发具有保留表面交换能力的自组装水凝胶和功能化粘土纳米颗粒并进行了原理的探究。他们将低浓度的纳米粘土应用于交联透明质酸聚合物，所述透明质酸聚合物用二膦酸侧基衍生，以产生具有增强的机械性能和保留的蛋白质结合的水凝胶，制备的水凝胶能够在体内维持超过六周的临床许可的生长因子BMP-2的局部活性。该工作以“Bisphosphonatenanoclayedge-siteinteractionsfacilitatehydrogelself-assemblyandsustainedgrowthfactorlocalization”为题，发表在20年的《NATURECOMMUNICATIONS》上。
文章亮点
1.利用双膦酸盐（BP）纳米粘土边缘-位点相互作用的潜力，通过保留颗粒表面阳离子交换位点，生成一类功能性增强的新型纳米复合材料；
2.利用纳米粘土作为交联剂所带来的交联增强作用，自组装出比化学交联凝胶更具有优异弹性和自愈合特性的水凝胶；
3.在透明质酸(HA)被双膦酸盐功能化之后，添加锂皂石产生了显示弹性和自愈合特性的硬凝胶；
4.双膦酸盐功能化的透明质酸锚定的锂皂石在体内具有维持活性蛋白定位数周的效用，试验证明，在骨形态发生蛋白-2的有效剂量大大降低的情况下实现骨诱导；
5.实验论证了粘土-双膦酸盐相互作用的特异性，并为功能化锂皂石边缘位点开辟了新机会。
图1：锂皂石双膦酸盐相互作用使水凝胶进行物理交联
图2：HA-BP锂皂石凝胶与其他水凝胶性质对比
图3：化学和物理交联凝胶的扫描电子显微镜表征。
图4：HA-BP锂皂石凝胶原理探究
图5:HA-BP锂皂石凝胶维持蛋白质能力探究
图6：HA-BP锂皂石凝胶维持功能性骨形态发生蛋白-2及促进骨生长能力
参考文献：Kim,Y.H.,Yang,X.,Shi,L.,Lanham,S.A.,Hilborn,J.,Oreffo,R.O.C.,Ossipov,D.,Dawson,J.I.().Bisphosphonatenanoclayedge-siteinteractionsfacilitatehydrogelself-assemblyandsustainedgrowthfactorlocalization.NatureCommunications,11,.
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