Materials：2023 年“生物材料”栏目精选文章 | MDPI 编辑荐读
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本期编辑荐读为您精选了发表在 Materials 期刊“生物材料”栏目上的 5 篇精选文章，文章主题涉及新型壳聚糖复合生物材料、冷冻干燥聚合物纳米颗粒和脂质体的方法、新型骨髓再生人工支架、用于功能性生物材料的阳极氧化 TiNbSn 合金，以及柠檬酸交联多孔热塑性模塑再生丝，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎阅读。
栏目主编：
Javier Gil 教授
西班牙加泰罗尼亚国际大学
研究领域：生物材料；钛及其合金；形状记忆合金；牙科材料。
01
A Novel Chitosan Composite Biomaterial with Drug Eluting Capacity for Maxillary Bone Regeneration
一种用于上颌骨再生的具有药物洗脱能力的新型壳聚糖复合生物材料
Barbara Giordano-Kelhoffer et al.
https://www.mdpi.com/2061946
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骨移植是骨愈合或修复最常用的治疗方法之一。在注射泵的帮助下，合成由载有抗生素强力霉素 (Doxycycline, DX) 的壳聚糖 (Chitosan, CS) 和羟基磷灰石 (Hydroxyapatite, HA) 制成的纤维，是一种改善上颌骨再生的新策略。本研究在混合不同量的 HA (10—75%) 后，对从纤维中控制释放的 DX 的体外表征进行了量化。1% 的 CS 浓度稳定、易于操作并能表现出足够的可切割性和 pH 参数。羟基磷灰石浓度决定了 CSHA50DX 的结合速度和受控释放曲线。研究结果表明，CS-HA-DX 复合物可能是一种有前途的、可用于在牙科临床实践中增强骨组织再生的候选移植材料。
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原文出自 Materials 期刊
Giordano-Kelhoffer, B.; Rodríguez-Gonzalez, R.;Perpiñan-Blasco, M.; Buitrago, J.O.; Bosch, B.M.; Perez, R.A. A Novel Chitosan Composite Biomaterial with Drug Eluting Capacity for Maxillary Bone Regeneration. Materials 2023, 16, 685.
02
Freeze Drying of Polymer Nanoparticles and Liposomes Exploiting Different Saccharide-Based Approaches
利用不同的糖基方法冷冻干燥聚合物纳米颗粒和脂质体
Ilaria Andreana et al.
https://www.mdpi.com/2105022
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本文评估了冷冻干燥程序对聚(丙交酯-共-乙交酯)(Poly(Lactide-Co-Glycolide), PLGA) 纳米颗粒和脂质体的储存稳定性的影响；尤其是，在不同条件下将常规冷冻保护剂添加到了 PLGA 纳米颗粒和脂质体制剂中。以其靶向 CD44 受体的能力而闻名的透明质酸 (Hyaluronic Acid, HA) 作为一种冷冻保护赋形剂，以游离分子或与磷脂结合的形式被添加到纳米载体中，以增加与聚合物或脂质基质的相互作用；同时本文将 HA 暴露在纳米载体表面；而后对配方进行重悬，并对其结构和性质表征。结果表明，只有最高百分比的冷冻保护剂才能使稳定的纳米载体重新悬浮。此外，与游离 HA 不同的是，HA-磷脂缀合物在冻干纳米颗粒和脂质体重构后能够保持颗粒平均大小。该研究为使用 HA-磷脂和纳米载体低温保护奠定了基础。
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原文出自 Materials 期刊
Andreana, I.; Bincoletto, V.; Manzoli, M.; Rodà, F.; Giarraputo, V.; Milla, P.; Arpicco, S.; Stella, B. Freeze Drying of Polymer Nanoparticles and Liposomes Exploiting Different Saccharide-Based Approaches. Materials 2023, 16, 1212.
03
Novel Artificial Scaffold for Bone Marrow Regeneration: Honeycomb Tricalcium Phosphate
新型骨髓再生人工支架：蜂窝状磷酸三钙
Yasunori Inada et al.
https://www.mdpi.com/2121112
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骨髓因包含异源细胞的复杂结构，难以使用人工支架再生。先前的研究成功开发了蜂窝状磷酸三钙 (Tricalcium Phosphate, TCP)，即一种具有直孔蜂窝状排列的圆柱形支架，并证明了孔径为 300 和 500 µm 的 TCP (300TCP 和 500TCP) 可以诱导孔隙内的骨髓结构。本研究使用蜂窝 TCP 检查了具有稳态骨代谢的骨髓的最佳支架结构。将 300TCP 和 500TCP 移植到大鼠肌肉中，并对骨髓形成进行组织学评估，对相关因子进行免疫组织化学分析。结果表明，300TCP 的骨髓结构面积大于 500TCP。此外，在 TCP 内形成的骨组织表面观察到 Runx2(+) 成骨细胞和 c-kit(+) 造血干细胞。Runx2(+) 成骨细胞中，纺锤形 N-cadherin(+) 细胞与 c-kit(+)Tie-2(+) 造血干细胞联合存在于 TCP 内形成的骨组织上，形成了类似于体内的造血干细胞生态位。故孔径为 300 µm 的蜂窝状 TCP 可能是一种具有最佳几何结构的人工支架，可作为骨髓形成支架。
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原文出自 Materials 期刊
Inada, Y.; Takabatake, K.; Tsujigiwa, H.; Nakano, K.; Shan, Q.; Piao, T.; Chang, A.; Kawai, H.; Nagatsuka, H. Novel Artificial Scaffold for Bone Marrow Regeneration: Honeycomb Tricalcium Phosphate. Materials 2023, 16, 1393.
04
Antimicrobial Properties of TiNbSn Alloys Anodized in a Sulfuric Acid Electrolyte
硫酸电解液中阳极氧化的 TiNbSn 合金的抗菌性能
Yu Mori et al.
https://www.mdpi.com/2128266
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TiNbSn 合金由于具有乙酸和硫酸电解质的阳极氧化和出色的骨整合生物相容性，而被广泛作为骨科假体材料。本文将 TiNbSn 合金在硫酸电解液中进行阳极氧化，以确定抗菌活性，而后基于其电子能带结构和结晶度研究了阳极氧化物合金的光催化活性，并使用相应方法评估了阳极氧化合金细胞毒性和抗菌活性。阳极氧化物包含金红石和锐钛矿二氧化钛 (TiO2)，并呈现多孔微观结构。作者在阳极氧化 TiNbSn 合金中观察到结晶良好的金红石 TiO2 相。紫外光照射下的亚甲蓝降解试验表现出光催化活性。在抗菌测试中，阳极氧化 TiNbSn 合金在紫外线照射下对所有细菌物种均表现出强大的抗菌活性。因此，阳极氧化 TiNbSn 合金可用作具有低杨氏模量和优异抗菌活性的功能性生物材料。
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原文出自 Materials 期刊
Mori, Y.; Fujimori, S.; Kurishima, H.; Inoue, H.; Ishii, K.; Kubota, M.; Kawakami, K.; Mori, N.; Aizawa, T.; Masahashi, N. Antimicrobial Properties of TiNbSn Alloys Anodized in a Sulfuric Acid Electrolyte. Materials 2023, 16, 1487.
05
Porous Thermoplastic Molded Regenerated Silk Crosslinked by the Addition of Citric Acid
柠檬酸交联多孔热塑性模塑再生丝
Alessio Bucciarelli et al.
https://www.mdpi.com/2132028
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热塑性模塑再生丝素被提议作为主要用于骨骼的组织工程应用中的结构材料，它通过将冻干的丝素蛋白粉末或海绵压缩到高于玻璃化转变温度的模具温度中生产。本文介绍了在丝素蛋白的热塑性成型工艺中使用柠檬酸以获得结构材料内部的孔隙率。压缩过程中的柠檬酸粉末充当孔隙形成的模板。通过添加较高量的柠檬酸获得的平均孔径为约 5 µm。此外，柠檬酸可以有效交联丝素蛋白链，提高其机械强度。这一作用也通过评估压缩模量 (在潮湿条件下记录的最高值为 77 MPa) 以及研究傅立叶变换红外光谱获得的光谱得到了证实。不久的将来，上述工艺可能会应用于结构骨支架的生产。
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原文出自 Materials 期刊
Bucciarelli, A.; Vighi, N.; Bossi, A.M.;Grigolo, B.; Maniglio, D. Porous Thermoplastic Molded Regenerated Silk Crosslinked by the Addition of Citric Acid. Materials 2023, 16,1535.
Materials 期刊介绍
主编：
Maryam Tabrizian, McGill University, Canada
期刊发表涵盖材料科学与工程研究相关各个领域的最新研究成果，包括但不限于高分子、纳米材料、能源材料、复合材料、碳材料、多孔材料、生物材料、建筑材料、陶瓷、金属等，以及材料物理化学、催化、腐蚀、光电应用、结构分析和表征、建模等研究领域在内的学术文章。
2021 Impact Factor | 3.748 (Q1*) |
2021 CiteScore | 4.7 |
Time to First Decision | 15.3 Days |
Time to Publication | 38 Days |
* Q1 (17/79) at category "Metallurgy and Metallurgical Engineering"
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