美国佐治亚理工学院夏幼南教授
夏幼南教授已在Science、Nature、JACS、Angewandte Chemie International Edition等国际顶尖杂志发表680多篇学术论文,总引用次数超过80000次,H因子为169。
夏幼南教授自2002年以来一直担任国际著名学术期刊Nano Letters的副主编,并兼任Accounts of Chemical Research, Advanced Functional Materials, Advanced Healthcare Materials和 Nano Today等多个国际著名期刊的顾问委员会成员。
夏幼南教授的研究聚焦于新颖纳米材料的设计、合成及应用,应用领域涉及纳米医学、再生医学、癌症诊疗、组织工程、(药物)控释、催化、燃料电池等。研究方向主要有:1. 纳米材料的新颖物化性质及材料科学;2. 纳米材料的生物医学应用;3. 晶面可控的纳米晶催化剂。
本文梳理了美国佐治亚理工学院的夏幼南教授团队的9篇研究进展,供大家了解学习。
1. Adv. Health. Mater. :电纺纤维支架促进腱到骨修复
➣肌腱到骨修复经常失败,因为功能分级的附着在愈合过程中不会再生。 仿生支架重现了天然肌腱-骨骼附着的独特特征,有望促进愈合过程。
➣在开发和评估用于腱到骨修复的各种类型的支架中,那些在成分、结构、机械性能和细胞表型上具有渐变(分层或连续方式)的支架最受关注。
➣本文综述了近年来在基于静电纺纳米纤维垫和反蛋白石结构的功能梯度支架的合理设计和制造方面所做的努力,以及它们在增强肌腱-骨修复中的应用评价。
➣此外,本篇综述总结了对支架临床转译的未来必要步骤的展望。
DOI: 10.1002/adhm.202002269
2. Adv. Funct. Mater.:生物大分子颗粒在密度梯度下沿着单轴排列的纳米纤维促进细胞迁移和神经突延伸
➣单向或双向梯度的胶原颗粒能够促进骨髓干细胞或 NIH-3T3 成纤维细胞沿颗粒密度增加的方向线性迁移。
➣在由胶原蛋白和纤连蛋白的混合物制成的颗粒的情况下,它们以双向梯度的沉积促进雪旺氏细胞从两侧向中心迁移,与周围神经修复的情况相匹配。
➣对于胶原蛋白和层粘连蛋白的混合物,颗粒呈单向梯度,促使胚鸡背根神经节的神经突向颗粒密度增加的方向延伸。
➣以密度梯度的单轴排列纳米纤维和生物大分子颗粒组合为特征的支架可应用于一系列生物学研究和生物医学应用。
DOI: 10.1002/adfm.202002031
3. Small Methods:时空控制释放的生物效应,提高其对细胞迁移和神经突生长的影响
➣该系统涉及从温度敏感的支架上进行掩蔽的,光触发的生物效应释放,以增强细胞迁移和神经突向外生长。
➣支架包含夹在两层电纺纤维之间的相变材料(PCM)微粒。生物效应子与光热染料共同装载在PCM微粒中。在近红外激光照射下,PCM将熔化以迅速释放生物效应子。
➣通过调节光掩模,可以在指定的时间顺序照射支架的不同区域,从而实现时空控制的生物效应物的按需释放和持续释放。
DOI: 10.1002/smtd.202000125
4. Adv. Sci.:利用电纺丝纳米纤维操纵干细胞的迁移和分化
➣介绍了电纺丝纳米纤维的物理化学特性,作为支撑材料,调控干细胞的迁移和分化。
➣分析了间充质干细胞、神经元干细胞、胚胎干细胞以及诱导多能干细胞与电纺纤维结合的多种系统。
➣对电纺纳米纤维与干细胞结合的挑战和未来机遇提出展望。
DOI: 10.1002/advs.202000735
5. Angew. Chem. Int. Ed.: 在电纺丝表面刻上纳米级凹槽有助于神经突的生长和雪旺细胞的迁移
➣报告了一种简单的基于同轴电纺的方法,用于制造刻有纳米级凹槽的对准微纤维,以促进神经突向外生长和细胞迁移。
➣该方法的成功依赖于2,2,2-三氟乙醇(TFE)中聚(ϵ-己内酯)(PCL)和聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)之间的不混溶性,从而在表面上生成PVP / TFE袋 PCL喷气机。
➣袋随着射流一起被拉伸和伸长,最终导致在去除PVP时形成纳米级凹槽。 纳米级沟槽的存在极大地增强了PC12细胞和鸡胚背根神经节(DRG)体神经突的生长,以及雪旺细胞的迁移。
DOI: 10.1002/anie.202002593
6. Angew. Chem. Int. Ed.:通过光热焊接改善电纺纳米纤维非织造毡机械性能
➣报道了一种简单的电纺纳米纤维非织造毡光热焊接方法,方法是在纳米纤维中加入一种近红外染料,如吲哚菁绿(ICG)。通过利用染料的强光热效应,纳米纤维可以很容易地在交叉点处焊接。
➣在近红外激光照射下,将多孔的纳米纤维毡转化为固体薄膜。在交叉点焊接可以大大提高纳米纤维非织造毡的机械强度,而纳米纤维的熔融和融合可以用来制造一种新型的热敏感纸。
➣通过使用光掩模,还可以将光热焊接与气体发泡技术相结合,形成纳米纤维的无纺布垫,然后将其扩展成具有明确结构的三维支架。
DOI: 10.1002/anie.201907876
7. Chem. Rev.:静电纺丝和电纺纳米纤维:原理、方法、材料和应用
➣首先简要介绍了静电纺丝的早期历史,概述了静电纺丝的原理和设备。并讨论了在过去的二十年中,静电纺丝技术构建具有多成分、结构和性能的纳米纤维的复兴。
➣随后,作者详细讨论了电纺纳米纤维的应用,包括它们作为“智能”纤维膜、过滤膜、催化剂、能量收集/转换/存储组件、光子和电子器件以及生物医学支架的用途。
➣重点介绍了与电纺纳米纤维应用相关的最新进展。此外,作者对静电纺丝的未来发展面临的挑战、机遇和新方向提供了独特的看法。
➣最后,本文讨论了电纺纳米纤维规模化生产的途径,并简要讨论了在日常生活中得到广泛应用的各种基于电纺纳米纤维的商业产品。
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00593
8. Angew. Chem. Int. Ed.:电喷雾脂肪酸微粒子功能化促进电纺微纤维上神经突生长
➣控制神经突的生长对于增强受损神经的修复和了解神经系统的发育非常重要。
➣本文报告了一个简单的策略,通过地形引导和化学提示的独特整合来增强神经突的生长。
➣使用电喷雾以可控制密度的天然脂肪酸微粒使基质表面官能化。通过微粒产生的表面粗糙度和脂肪酸提供的化学线索的协同作用,PC12 细胞的神经突的生长得到了极大的增强。
➣还将单轴排列的静电纺丝微纤维表面功能化,进一步证明这些基质可以引导和增强PC12多细胞球体和鸡胚背根神经节体的神经突的定向生长。
DOI: 10.1002/anie.201814474
9. Adv. Funct. Mater.:具有静电纺丝纤维的相变材料促进神经突生长
➣该系统基于使用同轴电喷雾制造的微粒,外部溶液含有相变材料(PCM)并且内部溶液包含有效载荷。
➣当温度保持在PCM的熔点以下时,由于通过固体基质非常缓慢的扩散而没有释放。在升高温度以略微超过熔点时,封装的有效负载可以容易地从熔化的PCM中释放。
➣利用相变可逆性,通过开/关加热循环以脉冲模式释放有效负载。通过将用NGF和近红外染料共色的微粒夹在两层电纺纤维之间以形成三层构建体,评估了控释系统在神经组织工程中的潜在用途。
➣在用近红外激光进行光热加热后,NGF释放,具有良好的生物活性以促进神经突生长。通过选择PCM,生物效应器和脚手架材料的不同组合,该控制释放系统可以应用于各种生物医学应用。
DOI: 10.1002/adfm.201705563