通过 1,3-苯二乙酸共价芳香功能化制备三螺旋胶原水凝胶

胶原的化学交联是在生理环境中复现宏观组织特性的通用策略。然而，利用当前的合成策略同时控制蛋白质构象、材料特性和生物功能性极具挑战性。因此，基于胶原的生物材料的潜在多样化临床应用无法完全实现。为了建立用于矿化组织应用的限定生物大分子系统，本研究用 1,3-苯二乙酸（Ph）对 I 型胶原进行功能化，并在分子、宏观和功能层面进行了研究。通过 ATR-FTIR 和 WAXS 观察到所得共价网络中保留了三螺旋构象，同时可根据特定反应条件调节网络交联度。与最先进的碳二亚胺（EDC）交联胶原对照相比，观察到溶胀比降低且热机械性能提高，这可能归因于芳香片段的分子间共价结合。与 EDC 交联胶原相比，Ph 交联水凝胶在 PBS 或模拟体液（SBF）中孵育 1 周后显示出几乎完整的材料完整性，仅质量略有下降。此外，FTIR、SEM 和 EDS 揭示 SBF 回收样品上沉积了磷酸钙相，且在 Ph 含量较高的水凝胶中观察到钙磷比增加。72 小时材料提取物对 L929 小鼠成纤维细胞具有良好的耐受性，其细胞汇合度和代谢活性（MTS assay）与在细胞培养基（阳性对照）中培养的细胞相当。鉴于其受控的结构 - 功能特性，这些生物相容性胶原水凝胶代表了用于潜在矿化组织应用的诱人材料系统。