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自組裝肽生物材料（Designer Self-Assembling Peptide Biomaterials)是超分子化學與納米材料在生物醫學領域的研究前沿，其離子互補性自組裝肽(Ion-Complementary Self-Assembling Peptide)的原創科學家為年屆70歲仍工作于美國麻省理工學院（MIT）的四川大學知名校友張曙光博士，該離子互補性自組裝肽的原創性發現與廣泛生物醫學研究在科學界先后獲得多項國際大獎，并獲2020年度國際蛋白質協會授予Emil Thomas Kaiser Award榮譽（日本北海道舉行the World Conference on Protein Science 2020 (WCPS2020)頒發）。近20年來，各類別離子互補性自組裝肽水凝膠已獲多項專利技術并廣泛應用于不同生物醫學領域，如納米止血材料（PuraStat^òRADA16-I肽（RADA）₄)、納米疫苗載體(Q11肽(QQKFQFQFEQQ))、口腔醫學中牙周礦化基質材料(P11-4肽Curodont^TMRepair(QQRFEWEFEQQ))及細胞3D培養支架材料(PuraMatrix^TMRADA16-I水凝膠)等，是當代納米生物醫學技術發展的一盞明燈。這類具有特定物理化學特性的新型納米材料已經逐漸進入臨床轉化醫學研究及精準醫學應用領域，如組織特異性細胞治療納米載體、細胞特異性3D打印生物墨水、化學特異性藥物遞送載體、基質誘導性3D細胞培養支架等，代表并引領了新型生物醫學納米材料的發展方向，并顯著區別于傳統生物材料的研究策略、轉化思路與應用途徑，其膜蛋白研究及細胞3D培養支架的專利技術產品已經由3DM、BD和Corning等多家公司代理向全世界銷售，正在產生越來越大的生物醫學潛力（圖1）。

納米止血是德國神經外科醫生Rutledge G. Ellis-Behnke博士于2006年提出的研究命題，其宗旨是使用納米技術在15秒內獲得完全的外科或創傷出血停止，從而對當今傳統止血材料（天然或化學合成的）提出了嚴峻挑戰，經過近20年實踐發展，目前仍然在進一步研制與探索各種基于納米尺度的新型生物材料，特別需要來自生物化學、分子生物學與生物物理學等其他學科知識滲透融合并產生新思維和新模式的新型生物材料，其中以藤壺、貽貝有關的水下黏附蛋白已經有40多年研究歷史（最早1981年報道），但至今沒有外科納米止血材料臨床轉化成功的報道。以RADA16-I自組裝肽為代表的納米材料如PuraStat^ò、PuraSinus^ò、PuraBond^ò、PuraDerm^ò產品及其他離子互補性自組裝肽納米材料如TDM-623和SPG-178等，展現了化學合成自組裝短肽納米材料的獨特優點和臨床應用前景（圖2），合符外科臨床上理想止血敷料體內使用時的很多優點（圖3A）。在納米止血機制上，離子互補性自組裝肽納米材料以快速高效結合水的水凝膠形成機制固化血漿蛋白及血細胞成分，并對出血傷口位點快速黏附、封閉與整合，顯示了與傳統天然生物材料及化學合成聚合體納米材料完全不同的超低納米尺度介入血液液相與細胞相的高效凝血止血機制（圖3B）。本綜述論文詳細闡述了這一領域近20年研究進展及已經發展的臨床外科技術成就，尤其是微創外科技術領域和非壓迫傷口出血與內部醫學出血時需要生物材料止血情況下的臨床醫學外科止血技術進展。

圖2.自組裝肽納米纖維生物材料作為局部止血基質在外科臨床和臨床前研究中的醫學應用及基于膠原蛋白的注射劑用于治療疾?。òㄑ例l、肌肉骨骼、泌尿生殖道、胃腸道等）相比較的部分非標準臨床應用（Polymers (Basel). 2023 Feb 17;15(4):1020. doi: 10.3390/polym15041020）。

圖3.理想傷口敷料的主要特性（Polymers (Basel). 2022 Jan 21;14(3):421.）及自組裝肽納米纖維生物材料的獨特止血機制。

本長篇綜述文章除了詳細介紹短肽納米纖維生物材料與其他天然止血材料及化學合成止血材料的物理化學差異、凝血止血機制及外科止血特點外，還深入分析了這類自組裝肽納米止血材料在神經外科、鼻外科、食道外科、胃外科、肝膽胰外科、心血管外科、結直腸外科等不同外科專業上臨床止血技術特征以及自組裝肽納米止血材料的優點與獨特性（圖4）。尤其是作為一線、二線或三線止血材料使用時在術內出血、術后出血及彌漫性粘膜表面出血或難以控制的出血點上，這種新型生物材料在臨床技術上具有獨特優點。一種新型生物醫學材料的誕生，需要各個國家和不同機構科研人員潛心研究與付出辛勤的勞動，短肽納米纖維生物材料是生物醫學工程學科領域集蛋白質化學、組織工程學、納米材料學、生物物理學等學科深層次交叉融合發展的產物，是基于傳統天然與化學合成生物材料基礎上從生物醫學工程學視角的科學研究中提煉出的基礎研究成果。目前，NCBI上以“self-assembling peptide”為檢索詞的論文數量已經達到3000篇以上，許多高影響期刊或專業性期刊在基礎研究與應用研究兩個方面推動這一基于蛋白質基本組成單位的生物材料學科取得了重要進展，除了本文闡述納米止血技術領域外，該新型肽納米纖維生物材料為再生醫學與細胞治療技術發展正在產生極為深遠的影響，將為醫學新技術的誕生和臨床轉化醫學叩開當代醫學研究的“潘多拉（Pandora）”魔盒。近20年來，國內高校的不同專業團隊陸續開展了這種新型短肽生物材料的基礎或應用研究，證實這一新型生物材料學科在當今生物醫學工程學領域的重要意義。

圖4.短肽納米纖維水凝膠生物材料在外科臨床納米止血技術上的應用（該圖為不同大學醫院或科研機構開展的臨床或臨床前外科止血技術或外科微創止血技術）。

Advanced Materials雜志在國際材料科研領域享譽盛名！是近30年來具有國際影響力的高級開放源期刊（IF=32.086,CiteScore為47.7），其高質量研究論文、綜述、通訊稿和評論等主要涵蓋材料科學、健康與醫藥科學、生命科學或工程科學領域的材料科學問題，揭示功能材料的跨學科化學和物理前沿研究與最新進展。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202301849