细胞外基质基底膜(Basement Membrane)是介导血管组织再生的特殊细胞外基质材料。申请人以细胞外基质基底膜的层状微纳复合结构、多分子协同作用和生物分子传递功能为启示，开展了采用生物大分子层层组装构建生物仿生界面的系统研究。
将弱聚电解质多层膜层间扩散特点和电荷的pH值敏感性巧妙结合，通过交替改变层层组装pH条件，实现了弱聚电解质电荷密度和扩散能力的协同增强，获得了呈强烈指数增长的多层膜。在8个组装层内实现了层层组装膜从纳米到微米的跨越，并由多层膜自发诱导形成多元复合的微纳仿生结构(Advanced Materials,2006,18:1441)。这种呈强烈指数增长特征的异指数增长层层组装新现象的发现，不仅为构建具有多元微纳仿生结构的特殊浸润性功能界面提供了新方法，而且为在有限组装层数内提高多层膜的厚度和功能基元的负载量，突破传统层状组装膜工艺繁复、生产效率低的技术瓶颈问题提供了新的途径。
进一步研究(Langmuir,2009,25(2),672;Langmuir,2009,25(19):11664-11671)显示这种异指数增长层层组装方式普遍存在于多种弱电解质生物大分子中，可以通过改变组装pH值调节多层膜中的电荷密度和层间扩散行为，实现生物大分子多层的快速构筑和多种生物分子的有效负载和释放，为制备具有微纳复合结构、层间扩散功能和多元协同作用的新型细胞外基质基底膜仿生功能界面提供了新手段。
研究进一步依据生物医用界面多功能设计的要求，将聚电解质层层组装拓展到生物医用大分子领域，建立和发展了层层组装构建生物医用功能界面的新方法：采用抗凝血肝素和类肝素超支化聚合物的静电和共价层状组装成功地构建了稳定的抗凝血表面，为解决介入支架表面凝血问题提供了可能(Biomaterial,2003,24,4699,Langmuir,2010,26(4),2624-2629)；采用细胞外基质分子层层组装有效促进了细胞粘附与生长(Biomacromolecules,2004,5(5):1933;J.Biomed.Mater.Res.,2011,in press)，为构建组织诱导再生界面提供了新方法；通过多生物分子协同组装获得了具有高度穿插结构的多层膜，实现了抗菌和抗凝血功能的多分子协同作用(Biomaterials,2005,26(33):6684,J.Biomed.Mater.Res.,2008,85B,(2),556)；采用可降解生物大分子对环境酶浓度的响应，获得了生物敏感降解的基因超薄膜涂层(Biomaterials,2006,27(7):1152)，实现了生物分子的可控传递(Bioconjugate chemistry,2006,17,77,Macromol.Rapid Commun.,2005,26,1633,Langmuir,2009,25(19):11664-11671)。层状多层膜多分子协同作用和生物分子传递功能的发现也为构建具有组织诱导再生功能的细胞外基质基底膜仿生功能界面和功能涂层提供了新途径。
针对心血管冠脉支架临床应用的关键问题，依据血管内皮原位再生愈合机制，采用生物大分子层状组装新方法，成功地在心脏冠脉支架上构建了仿细胞外基质基底膜涂层。体内外评价结果表明，通过对血管细胞外基质基底膜微纳复合结构和多分子协同作用的模拟，可实现复杂体系中血管内皮细胞选择性粘附和竞争性生长，有效诱导血管内皮细胞的原位生长,具有内皮再生愈合功能的冠脉支架原型器件为有效降低心血管支架术后血栓和再狭窄提供了崭新的途径(Biomaterials 2010,31,4107.)。
在包括Advanced Materials、Biomaterials等核心期刊发表SCI收录论文30余篇，影响因子大于3.0的15篇，大于6.0的6篇。SCI引用次数457次。 |
