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De Novo Design of Functional Coassembling Organic–Inorganic Hydrogels for Hierarchical Mineralization and Neovascularization

包含有機和無機成分的合成納米結構材料提供了一種獨特、強大且用途廣泛的材料類別，由于不同成分的固有特性具有獨特但互補的性質，基于合成納米粘土（Laponite，Lap）和肽兩親物（PAs，PAH3）構建了一個超分子系統，該系統經過合理設計，可以共同組裝成具有高結構完整性和一系列生物活性的納米結構水凝膠。利用光譜和散射技術以及分子動力學模擬方法來確認PAH3納米纖維靜電吸附并符合Lap的表面納米盤。電子和原子力顯微鏡也證實了與Lap共同組裝后PAH3納米纖維的直徑和表面積增加。動態振蕩流變學表明，共組裝的 PAH3-Lap水凝膠顯示出高剛度和穩健的自愈行為，而氣體吸附分析證實了分層和不均勻的孔隙率。此外，三維 (3D) 矩陣內的這種獨特結構為高縱橫比羥基磷灰石納米棒的成核和分層組織提供了空間限制，使其成為 3D 矩陣內明確定義的球形簇。有機-無機PAH3-Lap水凝膠的適用性在體外進行了評估使用人骨髓來源的基質細胞 (hBMSC) 和體外使用雞絨毛尿囊膜 (CAM) 測定。結果表明，有機-無機PAH3-Lap水凝膠促進人體骨骼細胞增殖，并在礦化后與 CAM 整合，被血管浸潤，刺激細胞外基質產生，并促進相對于對照的大量礦物質沉積。