功能肽的點擊修飾體系：實現(xiàn)PEEK的多功能涂層

供稿人：冷俊卿 李滌塵 供稿單位：西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室

聚醚醚酮材料（PEEK）因其良好的生物相容性和與人體骨骼相近的機械性能，被視作新一代的人工骨材料，在生物醫(yī)療領域有極大的應用潛力。但PEEK表面的生物惰性使其面臨骨整合不足和術后細菌感染的問題，通常會導致植入物松動、愈合延遲，甚至植入失敗。

針對這一問題，近日中國科學技術大學附屬第一醫(yī)院聯(lián)合蘇州大學附屬第一醫(yī)院開創(chuàng)了一種基于點擊化學的肽接枝體系，成功將抗菌肽（AMP）和成骨生長肽（OGP）同時接枝修飾到了PEEK表面（工藝流程如圖1），并通過細胞實驗、細菌實驗與動物實驗證明了該涂層能夠使PEEK植入物同時兼具極佳抗菌性與促骨愈合性能，為PEEK的術后感染問題提供了一個極佳的解決策略。該方法簡單、高效，過程中不使用有機溶劑而具有較高安全性。并且研究團隊還證明了，通過改變兩種肽的投料比甚至可以精確調控圖層中兩種肽的含量，從而能夠實現(xiàn)對涂層抗菌與成骨綜合表現(xiàn)的定量調控與優(yōu)化，以應對不同的應用場景做出精確調整。但需要注意的是，該工藝的第一步需要進行氧等離子轟擊，使其與其他等離子改性方法一樣只能局限于最外表面的接枝，而無法對多孔結構的內部進行處理，因而或許在應用于3D打印的PEEK組織工程支架時會受到制約。盡管如此，該研究所開創(chuàng)的功能肽點擊修飾體系仍揭示了一個令人激動的可能未來：通過模塊化的組合搭配，結合患者情況，實現(xiàn)PEEK植入物表面涂層功能的私人定制，大大提升術后愈合效果，乃至于能夠協(xié)助治愈術區(qū)周圍病變。

圖1 抗感染肽與骨誘導肽通過點擊化學結合于PEEK表面為其賦予雙重功能

參考文獻：
M. Li, J.X. Bai, H.Q. Tao, L. Hao, W.L. Yin, X.X. Ren, A. Gao, N. Li, M. Wang, S.Y. Fang, Y.Z. Xu, L. Chen, H.L. Yang, H.Y. Wang, G.Q. Pan, D.C. Geng, Rational integration of defense and repair synergy on PEEK osteoimplants via biomimetic peptide clicking strategy, Bioactive Materials 8 (2022) 309-324.