電刺激可直接影響細(xì)胞增殖分化狀態(tài)，因此，電活性支架/水凝膠因其良好的導(dǎo)電性能被廣泛應(yīng)用于生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。通常來說，電活性支架/水凝膠是通過復(fù)合導(dǎo)電納米顆粒而成。常用的導(dǎo)電納米顆粒，如聚吡咯、3,4-乙烯二氧噻吩單體、石墨烯、碳納米管等，存在生物相容性、水分散性較差等問題，從而限制了其在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

針對以上問題，近日，西南交通大學(xué)的魯雄教授、謝超鳴研究員團(tuán)隊、四川大學(xué)的趙志河教授、王軍教授根據(jù)團(tuán)隊前期基于仿貽貝修飾氧化石墨烯導(dǎo)電材料的研究工作（ACS Appl. Mater. Interfaces, 11(8), 7703-7714），合作研發(fā)了一種基于仿貽貝聚多巴胺（PDA）還原氧化石墨烯（PGO）和PDA修飾羥基磷灰石（PHA）的電活性海藻酸鈉/明膠（AG）支架。

本文要點：

（1）相比于氧化石墨烯（GO）和還原氧化石墨烯（rGO），PGO導(dǎo)電納米顆粒表現(xiàn)出更好的導(dǎo)電性能和分散性，PGO能夠在支架網(wǎng)絡(luò)中均勻分散，提供一條導(dǎo)電通路，電信號經(jīng)該通路傳遞到細(xì)胞表面，激活細(xì)胞的Ca²⁺通道并促進(jìn)Ca²⁺內(nèi)流，進(jìn)而引發(fā)級聯(lián)反應(yīng)促進(jìn)BMSCs的成骨分化。

（2）PGO通過與支架網(wǎng)絡(luò)發(fā)生多重相互作用增強(qiáng)支架機(jī)械性能，使得該支架更適用于骨組織缺損修復(fù)。

（3）PGO在支架網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建了一個氧化還原體系，酚羥基和醌基轉(zhuǎn)化的過程賦予支架良好的細(xì)胞粘附性和活性氧清除能力。

（4）該支架對細(xì)胞的粘附能力和活性氧清除特性協(xié)同賦予支架免疫調(diào)節(jié)能力。

基于此支架的優(yōu)異性能，團(tuán)隊將其應(yīng)用于糖尿病牙周骨缺損修復(fù)。通過支架的電活性、活性氧清除能力、抗炎和免疫調(diào)節(jié)能力協(xié)同作用，促進(jìn)了糖尿病牙周炎癥微環(huán)境中的牙槽骨缺損再生。

圖1 多功能電活性支架用于糖尿病牙周骨缺損修復(fù)

該項研究成果以”Polydopamine-mediatedgraphene oxide and nanohydroxyapatite-incorporated conductive scaffold with animmunomodulatory ability accelerates periodontal bone regeneration in diabetes”為題在線發(fā)表于《Bioactive materials》。四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院在讀博士研究生李亞禎為論文第一作者，西南交通大學(xué)的魯雄教授、謝超鳴研究員團(tuán)隊、四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院的趙志河教授和王軍教授為論文共同通訊。論文第一單位為四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院探索與研發(fā)項目等基金支持。