通过将聚-N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAM) 和硫酸纤维素 (CS) 相结合，用于组织工程的稳健的热响应性和生物活性表面仍然非常需要，但尚未实现。近期，德国哥廷根大学张凯教授团队与德国哈勒大学Thomas Groth教授团队合作，合成了基于纤维素改性的热响应生物活性材料，通过LbL技术制备了组织工程的稳健的热响应性和生物活性表面。
首次合成了具有不同程度的硫酸根（DSS）取代度的 PNIPAM 接枝纤维素硫酸盐（PCS）。在浊点温度 (TCP) 约为 33 ˚C 时，高硫酸化 PCS2 通常比低硫酸化 PCS1 形成更大的聚集体，而在体温 (37 ˚C) 时，PCS1 会导致更大的聚集体。通过逐层 (LbL) 技术，制备了由作为聚阴离子的 PCS 与作为聚阳离子的聚 L-赖氨酸 (PLL) 或季铵化壳聚糖 (QCHI) 组成的生物相容性聚电解质多层 (PEM)。得到的表面含有与两种聚阳离子更混合的聚阴离子结构，而硫酸化程度更高的纤维素衍生物（CS2 和 PCS2）则表现出更高的稳定性。使用 3T3 小鼠成纤维细胞对 PEM 的毒性和生物相容性进行的研究表明，PEM 与 PCS2 和 CS2 的细胞毒性低于 PCS1 和 CS1。此外，使用 PCS2 特别是与 QCHI 结合的 PEM 表现出优异的生物相容性，有望在生物材料和基质上用于培养粘附依赖性细胞的新型生物活性、热响应涂层。该工作以“Synthesis of Thermoresponsive PNIPAM-grafted Cellulose Sulfates for Bioactive Multilayers via Layer-by-Layer Technique”为题发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上（ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, doi.org/10.1021/acsami.2c12803）。文章并列第一作者分别是德国哥廷根大学博士后曾逵，德国哈勒大学博士生Falko Doberenz, 德国哈勒大学博士生Yi-Tung Lu。
该工作是团队近期关于生物活性材料相关研究的最新进展之一。两个团队合作研究了基于热响应性 PNIPAM 接枝壳聚糖/肝素的稳定交联多层膜工程以调整其理化性质和生物相容性的工作 (ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 29550–29562)。同时对于离子型纤维素生物活性材料 (Adv. Mater. 2021, 33, 2000717；ChemBioChem, 2019, 20, 737-746), 以及热响应材料应用于生医工程研究进行了系统的总结 (J. Mater. Chem. B 2020, 8, 607-628).
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acsami.2c12803
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