江苏大学环境与安全工程学院，生物质能源研究院，生物基环境功能新材料研究所刘俊教授团队对生物聚合物构建各向异性结构在生物医学中的应用进行了综述，论文主要从各向异性结构构建方法、可用于各向异性结构构建的生物聚合物、各向异性结构表征以及各向异性结构的生物医学应用四个方面进行了综述。

图形摘要：基于生物聚合物的各向异性生物材料的制备及应用

图1：生物聚合物从分子水平到宏观的各向异性结构构建

图2：通过定向冷冻干燥法制备各向异性结构

图3：通过外部机械刺激及磁场构建各向异性结构

图4：广泛用于各向异性生物材料构建的生物聚合物

图5：基于生物聚合物的各向异性结构的通用表征

图6：构建生物聚合物衍生的各向异性材料并应用于生物医学

  具有不同水平各向异性结构的生物聚合物基生物材料的开发用于生物医学应用，从学术研究到临床试验都受到广泛关注。本文简要介绍了自然界中存在的各向异性结构，从宏观到纳米级以及分子水平上说明了自然界中有序结构的相似性。通过分析生物聚合物基生物材料的优势和适用性，提出了具有各向异性结构的生物材料构建策略，例如定向冻结、施加外部机械力和磁场、静电纺丝等。天然来源的聚合物，如纤维素、半纤维素、藻类多糖、壳聚糖和蛋白质，它们具有固有的生物相容性和有序的分子组装，是制备用于生物医学应用的各向异性生物材料的理想选择。为了说明生物材料中的精细各向异性结构，先进的分析表征技术，如光谱、电磁、声电机技术和显微镜成像，在材料开发中是必不可少的。尽管基于生物聚合物的各向异性生物材料在生物医学应用中显示出巨大的潜力，但构建有序结构、精确设计不同层次结构及其应用方法，仍然具有挑战性，需要进一步的技术创新。可以预见的是，具有有序结构和功能的生物聚合物基生物材料的构建和应用将为现代生物医学的发展做出重大贡献，提供疾病治疗和医疗保健的新体验。

  该研究成果以“Fabrication of bio-inspired anisotropic structures from biopolymers for biomedical applications: A review”为题发表在《Carbohydrate Polymers》上。论文由刘俊教授团队独立完成，第一作者为环境与安全工程学院2020级研究生卢雪初，通讯作者为刘俊教授。论文的作者还包括团队中的硕士研究生李艳、张红星、傅茵怡，博士研究生焦海鑫以及王钱钱副教授及刘欢教授。论文作者所在单位为江苏大学生物质能源研究院。这项工作得到了国家重点研发计划（2021YFA0910400，2018YFE0107100）、江苏省农业科技创新基金（CX（22）3190）、江苏省自然科学基金（BK20190842）、江苏省青蓝项目2020年资助、江苏大学引进学者启动基金（4111370004）等资助，教育部重点实验室（KJZR210001），山东省博士后创新项目（SDCX-ZG-202203005），江苏省重点高校学科建设（PAPD 4013000011）以及江苏省水处理技术与材料协同创新中心的支持。

通讯作者简介

  刘俊，教授，生物基环境功能新材料研究所所长。芬兰奥博学术大学博士，瑞典乌普萨拉大学博士后。研究以自然界中广泛存在的农林生物质资源为原料，在功能仿生和结构仿生的设计思路指导下，以新型生物质精炼分级分离提取手段和先进的智能制造技术（3D打印）为依托，研发具有高附加值的纤维素和半纤维素基功能新材料，如环境功能新材料（环境净化材料、环境修复材料、环境替代材料）、生物医用新材料（伤口修复、组织工程、药物控释等）。E-mail: junliu115142@hotmail.com

  课题组长期招收具有环境科学与工程、材料科学与工程、化学工程、生物医学工程等相关专业的硕士研究生、博士研究生、以及国内外博士后申请，详情欢迎来信咨询。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861723001339