PTI Chorus助力多肽功能化丝纤维在可摄入材料中的创新应用

在现代医学和生物工程领域，多肽的研究正发挥着越来越重要的作用。多肽不仅在药物递送、组织再生和生物传感器等方面展现出广泛的应用潜力，还为新型生物材料的开发提供了新的可能性。该研究探索了多肽功能化丝纤维在可摄入设备中的应用潜力。

研究背景
可摄入材料的开发为药物释放和生理监测提供了解决方案。这些设备可以在体内实现药物的精准投放，从而提高治疗效果，减少副作用。然而，许多传统材料在胃液中容易溶解，导致药物释放不稳定，增加治疗风险。因此，开发能够在胃中保持稳定并在小肠和大肠中逐渐释放药物的新型材料显得尤为重要。

该研究团队聚焦于丝素蛋白，因其优异的生物相容性和生物可降解性，成为开发新型可摄入材料的理想选择。在生物医学应用中具有广泛的前景。研究人员通过将多肽引入脱胶丝纤维（Degummed Silk Fibres ,DSF）中，进一步提升了其功能性。这种结合不仅增强了材料的生物相容性，还通过与细胞的相互作用，促进了组织再生。

主要研究成果

多肽功能化的丝绸纤维制备

研究人员通过化学方法将具有细胞粘附能力的多肽（如RGD肽）连接到脱胶丝纤维上。RGD肽是一个已知的细胞粘附基序，能够促进细胞与基质之间的相互作用。这种功能化的丝纤维在模拟胃液中表现出良好的稳定性，并能够在小肠和大肠中有效溶解，为药物的精准释放提供了保障。

图 1 示意图显示激活脱胶丝纤维（DSF）上-COOH残基及其与MO-07肽的N端氨基反应的合成途径

复合明胶的创新开发

明胶是一种广泛应用于生物医学的材料，研究团队将功能化丝纤维与明胶结合，成功制备了一种新型复合材料。该材料在37°C的模拟胃液中保持弹性和稳定性，能够在小肠的中性环境中逐渐溶解，确保药物按需释放。这一特性使得复合明胶在临床应用中极具潜力，特别是在智能药物递送系统中。

图 2 （a） 脱胶丝纤维DSF（左）和MO-07/DSF（右）与水的接触角测量。（b） 通过将DSF和肽功能化DSF分别溶解在甲酸中，获得MO-07肽、RS和MO-07/RS薄膜的FTIR光谱图

增强机械性能

实验结果显示，功能化丝纤维显著提高了复合明胶的机械性能，其抗压强度是传统明胶的四倍。这一特点为其在生物医学领域中的应用提供了坚实基础，尤其是在组织工程和药物递送系统中的使用。研究表明，功能化的丝纤维不仅提高了材料的强度，还改善了其延展性和弹性，为未来的应用奠定了良好的基础。

图 3 （a）照片显示拉伸时MO-07/RS薄膜的延申率，（b）RS和MO-07/RS样品的力与应变比（λ）曲线的关系

多肽研究前景

多肽作为生物材料中的重要成分，具有独特的生物活性和功能性。这项研究展示了多肽功能化丝纤维的巨大潜力，为未来开发更高效的可摄入设备和生物材料提供了新的思路。

此外，多肽在生物传感器和智能材料中的应用也备受关注。通过将多肽与传感器材料结合，可以实现对生物标志物的高灵敏度检测。这为疾病早期诊断和个性化医疗提供了新的技术手段。

未来展望

随着生物材料科学的不断进步，未来的研究将可能集中在如何将多肽功能化的丝纤维与其他生物材料结合，以创造出更为复杂的多功能系统，以适应不同的环境条件。这些系统不仅能够满足药物释放的需求，还能促进组织再生和修复，为患者提供更全面的治疗方案。

总之，这项研究为多肽功能化的生物材料在医学领域的应用开辟了新的方向，展示了其在未来医疗中的广泛前景。

高效多肽合成

该研究中，多肽MO-07 (YRGDS)采用 PurePep® Chorus 仪器 (Gyros Protein Technologies) 电磁感应加热辅助的固相多肽合成（SPPS）制备，使用 Fmoc-Ser(tBu)-Wang 树脂 (取代度：0.6 mmol/g)，采用单次偶联方案，合成规模 0.25 mmol，粗肽产率为 80.5%。

图 4肽MO-07 的序列、化学式和分子量

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• 唯一的三位一体系统（合成、切割、纯化）

• 可配置2、4或6个反应容器

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