意外损伤或某些疾病造成的组织缺损是常见疾病，严重影响病人的身体健康和生活质量。由于组织自我再生能力有限，对组织缺损修复成为临床难题之一。近年来组织工程技术磅礴兴起，为解决这一问题提供了新思路。种子细胞，细胞生长支架和生物活性因子是其三要素，其中支架是整个策略赖以实现的关键。但是通过外科手术植入组织工程支架进行治疗会在病人身体上形成较大创面，给病人造成额外的损伤。材料学家为解决上述问题提供了一种新型支架材料——形状记忆高分子。它能够在一定的条件下发生形变，固定为特定的临时形状，在接触外界条件的刺激后，又可以恢复到初始形状。医生可以通过微创手术，将压缩的组织工程支架放到病患的缺损部位，然后施加外界刺激，使其恢复形状填满缺损，帮助组织再生修复。但是目前常见的形状记忆高分子所需的刺激条件如热、 电、光、pH等，对人体组织有潜在的伤害，并且需要额外的设备，因而实际体内应用受到限制。

  针对上述问题，东华大学纤维材料改性国家重点实验室游正伟教授团队研制了一系列水响应形状记忆高分子及其组织工程支架。它们可以被压缩到原体积的20%以内，通过微创手术植入，然后在天然的人体体液环境中，水刺激下恢复到既定形状，用于缺损组织修复。该系列水响应形状记忆支架和其他响应类型的形状记忆支架相比，具有对人体无害、操作简单快捷，不需要额外设备等优点。同时该系列高分子具有大量的可以供改造的羟基，可以进行生物活性因子（比如骨生长因子BMP2）等功能化修饰改性。从而获得生物活性水响应形状记忆组织工程支架。研究该系列材料具有良好的生物相容性和生物降解性，可促进成骨细胞和心肌细胞等的生长，在骨修复和心肌修复等领域具有潜在的应用前景。

  该系列研究工作最近以“A biodegradable functional water-responsive shape memory polymer for biomedical applications”和“A biocompatible, biodegradable and functionalizable copolyeater and its application in water-responsive shape memory scaffold”为题分别发表于生物材料领域知名学术期刊《Journal of Materials Chemistry B》和《ACS Biomaterials Science & Engineering》上，第一篇论文第一作者为博士生郭一凡，吕姿颖为共同第一作者，通讯作者为游正伟教授；第二篇论文作者为博士生谢阳芬，游正伟教授和何创龙教授为共同通讯作者。

  游正伟教授长期致力于生物弹性体研究，形状记忆高分子是弹性体材料中的新兴方向。上述工作中关键是制备含有大量羟基的亲水的功能聚酯弹性体材料，其合成是基于游正伟教授此前发展的酸诱导环氧开环聚合反应（Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2812; Polym. Chem. 2012, 3, 384），该反应以二环氧化合物和二酸为原料，可以一步高效制备羟基功能化的聚酯材料，据此游正伟教授团队研制了一系列功能化生物弹性体材料（Biomaterials. 2010, 31, 3129; Acta Biomater. 2012, 8, 502; Acta Biomater. 2014, 10, 2814; ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 20591; Mater. Sci. and Eng.: C. 2017, 76, 249; J. Mater. Chem. B 2017, 5, 2468）

  该工作获得了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、东华大学励志计划等项目资助。

  论文链接：

  J. Mater. Chem. B, 2019, 7, 123.

  https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/TB/C8TB02462F#!divAbstract

  ACS Biomater. Sci. Eng.,

  DOI: 10.1021/acsbiomaterials.8b01337

  https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsbiomaterials.8b01337