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江蘇大學環境與安全工程學院，生物質能源研究院，生物基環境功能新材料研究所劉俊教授團隊對生物聚合物構建各向異性結構在生物醫學中的應用進行了綜述，論文主要從各向異性結構構建方法、可用於各向異性結構構建的生物聚合物、各向異性結構表徵以及各向異性結構的生物醫學應用四個方面進行了綜述。

各向異性特徵在不同生物體的各種生命活動中起著不可或缺的作用。人們越來越努力地學習和模擬各種組織的內在各向異性結構或功能，以便在不同領域廣泛應用，特別是在生物醫學中。本文通過案例研究分析討論了利用生物聚合物製備的各向異性結構應用於生物醫學的方法。總結了生物聚合物，包括不同的多糖、蛋白質及其衍生物，特別是納米纖維素，它們已被證實具有適用於不同生物醫學應用的良好生物相容性。還總結了用於理解和表徵各種基於生物聚合物的各向異性結構的先進分析技術。但是，在精確構建具有從分子到宏觀水平的各向異性結構的生物聚合物基生物材料以及擬合天然組織中的動態過程方面仍然存在挑戰。可以預見，隨著生物聚合物分子功能化、生物聚合物構建塊取向操縱策略和結構表徵技術的進步，開發用於不同生物醫學應用的各向異性生物聚合物生物材料將為未來疾病治療和醫療保健體驗做出重大貢獻。

具有不同水平各向異性結構的生物聚合物基生物材料的開發用於生物醫學應用，從學術研究到臨床試驗都受到廣泛關注。本文簡要介紹了自然界中存在的各向異性結構，從宏觀到納米級以及分子水平上說明了自然界中有序結構的相似性。通過分析生物聚合物基生物材料的優勢和適用性，提出了具有各向異性結構的生物材料構建策略，例如定向凍結、施加外部機械力和磁場、靜電紡絲等。天然來源的聚合物，如纖維素、半纖維素、藻類多糖、殼聚糖和蛋白質，它們具有固有的生物相容性和有序的分子組裝，是製備用於生物醫學應用的各向異性生物材料的理想選擇。為了說明生物材料中的精細各向異性結構，先進的分析表徵技術，如光譜、電磁、聲電機技術和顯微鏡成像，在材料開發中是必不可少的。儘管基於生物聚合物的各向異性生物材料在生物醫學應用中顯示出巨大的潛力，但構建有序結構、精確設計不同層次結構及其應用方法，仍然具有挑戰性，需要進一步的技術創新。可以預見的是，具有有序結構和功能的生物聚合物基生物材料的構建和應用將為現代生物醫學的發展做出重大貢獻，提供疾病治療和醫療保健的新體驗。

該研究成果以「Fabrication of bio-inspired anisotropic structures from biopolymers for biomedical applications: A review」為題發表在《Carbohydrate Polymers》上。

文章轉載自：「高分子科技」

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