以醫療為目的，用于診斷、治療、修復或替換人體組織器官或增進其功能的材料被稱為生物材料。
下面，奇物論編輯部對于上周部分生物材料的報道進行收集，總共為10篇，供大家學習交流。
本期生物材料周刊主要內容有：
一. 3D打印
二. 組織再生
三. DNA納米技術
四. 水凝膠
五. 其它
其中，編輯部重點推薦閱讀的有：
1. 硅酸鹽所Science Advances：仿骨支架用于骨骼再生中的多細胞遞送
2. 郭俊凌等Biomaterials封面：多層自組裝納米結構促進骨再生和血管再生
一．3D打印
1. Science Advances: 3D打印仿骨支架用于骨骼再生中的多細胞遞送
組織工程支架的結構與功能的整合對于模擬天然骨組織具有重要意義。然而，層次結構的復雜性、對力學性能的要求以及骨常駐細胞的多樣性是構建仿生骨組織工程支架的主要挑戰。于此，中國科學院上海硅酸鹽研究所吳成鐵等人利用基于數字激光處理（DLP）的3D打印技術，成功制備了一種具有完整層次哈弗氏骨結構的哈弗氏仿骨支架。
ZhangM, et al. 3D printing of Haversian bone–mimicking scaffolds formulticellular delivery in bone regeneration. Science Advances.2020;6(12):eaaz6725.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz6725
2. AHM：皮層神經元在3D打印增強基質中形成功能神經元網絡
神經回路的損傷是多發性神經發育和神經退行性疾病的基礎。3D細胞培養模型增加了體外系統的復雜性，并提供了比2D培養更接近自然情況的微環境。這種新的模型系統將允許評估神經元網絡的形成及其在疾病條件下的功能障礙。有鑒于此，德國維爾茨堡大學醫院Carmen Villmann等研究人員，小鼠皮層神經元從胚胎E17天開始在纖維增強的基質中培養。
DieterJanzen, et al. Cortical Neurons form a Functional Neuronal Network in a 3DPrinted Reinforced Matrix. Advanced Healthcare Materials, 2020.
DOI：10.1002/adhm.201901630
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.201901630
二．組織再生
3. Biomaterials：多層自組裝納米結構促進骨再生和血管再生
四川大學郭俊凌教授課題組聯合第四軍醫大學楊國棟教授、首都醫科大學江青松教授課題組利用層層自組裝LbL技術，將siRNA-CTSK修飾的納米金粒子通過生物基高分子材料組裝到鈦植體表面，構建分級納米結構涂層，該圖層能夠緩釋siRNA-CTSK至種植體周圍單核細胞，抑制其破骨分化，同時改變細胞分泌特征，協同促進鈦植體周圍骨骼和血管組織再生，為骨修復的先進基因治療提出了重要理論基礎。
4. Adv. Sci.：負載胸腺肽β4二聚體的納米纖維用于促進衰老體肌動脈再生
非血栓性和順應性動脈的再生，特別是在衰老的身體中，仍然是一個主要的外科挑戰，主要是由于對促進動脈再生的主要細胞來源的認識不足，以及移植物中傳遞的多肽生物活性不足。使用生物降解彈性體支架的超薄納米纖維鞘具有開放的通道和減少的材料殘留，能夠實現快速的細胞招募和宿主重塑。在此，第四軍醫大學Cun Zhang、Wei Wu等人將人工DTβ4加入快速降解血管移植物的超薄鞘中，為充分的肌肉重塑創造了一個有效的界面，從而為血管替換提供了一個強大的工具。
WanliChen, et al. Dimeric Thymosin β4 Loaded Nanofibrous Interface EnhancedRegeneration of Muscular Artery in Aging Body through Modulating PerivascularAdipose Stem Cell–Macrophage Interaction, Adv. Sci.,2020.
DOI:10.1002/advs.201903307
https://doi.org/10.1002/advs.201903307
三．DNA納米技術
5. Anal.Chem：仿生骨架核酸用于捕獲和成像活細胞中的miRNAs生物標志物
對細胞內microRNA (miRNA)進行定量對于疾病的診斷和預后至關重要。目前研究所面臨的一大挑戰是如何開發能夠在超低量和寬濃度范圍內檢測多重miRNA的方法。受章魚觸手的啟發，北京科技大學董海峰教授提出了一種框架核酸(FNA)捕獲技術，用于對活細胞中miRNAs癌癥生物標志物進行敏感、快速和多路成像。
FanYang. et al. Bioinspired Framework Nucleic Acid Capture Sensitively and Rapidlyesolving MicroRNAs Biomarkers in Living Cells. Analytical Chemistry. 2020
DOI:10.1021/acs.analchem.9b05304
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b05304
6. Small：基于DNA折紙的配體-藥物結合物靶向給藥工程
能夠系統地和選擇性地將有效載荷運送到疾病細胞的有效藥物遞送系統仍然是一個挑戰。在此，北京大學呂華、上海交通大學Qian Li等人報道了一種靶向配體修飾的DNA折紙納米結構(DON)作為抗體-藥物結合物(ADC)樣載體用于前列腺癌的靶向治療。
ZhileiGe, et al. DNA Origami-Enabled Engineering of Ligand–DrugConjugates for Targeted Drug Delivery, Small, 2020.
DOI:10.1002/smll.201904857
https://doi.org/10.1002/smll.201904857
四．水凝膠
7. Biomaterials：用于siRNA介導的低溫光熱療法的聚多巴胺涂層核酸納米凝膠
光熱療法（PTT）通常需要將腫瘤病變的溫度維持在50°C以上，這有可能誘發局部炎癥和腫瘤轉移。為了避免這些副作用，在PTT治療期間在相對較低的溫度（42–45℃）下獲得有效的抗腫瘤功效至關重要。有鑒于此，上海交通大學張川和上海交通大學附屬第六人民醫院李躍華等研究人員，設計了一種聚多巴胺（PDA）涂層的核酸納米凝膠，作為siRNA介導的低溫PTT的治療復合物。
FeiDing, et al. Polydopamine-coated nucleic acid nanogel for siRNA-Mediatedlow-temperature photothermal therapy. Biomaterials, 2020.
DOI：10.1016/j.biomaterials.2020.119976
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220302222
8. Nanoscale：用于藥物控制釋放和實時監測的溫度/近紅外光雙響應導電凝膠
盡管具有良好物理性能的刺激響應型凝膠在生物醫學領域具有很好的應用潛力，但其固有的較差的機械性能和非導電性也嚴重阻礙了其實際應用。武漢科技大學梁峰教授和國家納米科學中心師曉麗副研究員合作設計了一種由石墨烯氣凝膠和聚(N-異丙基丙烯酰胺)水凝膠組成的混合水凝膠材料，并通過結合聚多巴胺納米顆粒(PDANPs)實現了藥物的控制釋放和實時監測。
YutingZhu. et al. Temperature/Near-Infrared-Responsive Conductive Hydrogel forControlled Drug Release and Real-Time Monitoring. Nanoscale. 2020
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nr/d0nr01736a#!divAbstract
五．其它
9. AFM綜述：檢測和治療自身免疫性疾病的智能生物材料研究進展
自身免疫性疾病患病率的穩步上升需要新的診斷和治療方法。刺激響應型生物材料也被稱為“智能”、或“可識別的”生物材料，由于它們能夠在與生物環境相互作用時產生熱、光、化學或結構變化，因此在藥物輸送、生物傳感和組織工程中的應用被廣泛研究。在此，美國德克薩斯大學奧斯汀分校Nicholas A. Peppas等人對過去十年來利用這些生物材料的識別能力來開發新的自身免疫性疾病檢測和治療方案的研究進行了批判性的分析。
AaliyahB. Shodeinde, et al. Recent Advances in Smart Biomaterials for the Detectionand Treatment of Autoimmune Diseases, Adv. Funct. Mater., 2020.
DOI:10.1002/adfm.201909556
https://doi.org/10.1002/adfm.201909556
10.Nat. Commun.：另辟蹊徑，壓電材料用于安全、無損、方便的牙齒美白！
隨著審美水平的提高，越來越多的人渴望用更白的微笑來改善自己的外表，導致牙齒美白越來越受歡迎。最經典的過氧化氫美白劑是有效的，但會導致牙釉質脫礦、牙齦刺激或細胞毒性。此外，這些技術過于耗時。在此，南京理工大學汪堯進等人報告了一種基于壓電材料的無損、無害和方便的牙齒美白策略。
YangWang, et al. Piezo-catalysis for nondestructive tooth whitening, Nat. Commun.,2020.
DOI:10.1038/s41467-020-15015-3
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15015-3
