创新的生物相容性微粒，而不是热量和光线

POPS（绿色）和ELPS（蓝色）的混合物可用于创建各种新的微粒架构，包括多孔粒子（左）和'vine'网络（右）。

创新的制造技术可以为药物输送，诊断和组织工程等应用创造新类型的微粒。

Duke大学的生物医学工程师设计了一种制造小颗粒的方法，这对于活面巾来说是安全的，这将使它们能够为药物递送，诊断和组织工程创造具有吸引力的新形状。

结果在2020年3月12日在线上在线上出现在线性质通信。

“只有更多的热量和光线，我们可以制作一些漂亮的奇异微粒，”杜克生物医学工程研究科学家Stefan Roberts说。“该技术足够简单，可以在几分钟内缩放到数十亿微粒。”

在生物相容性微粒的世界中，形状，尺寸，内部微观结构和材料的类型决定了它们的内在性质。虽然公司和研究实验室已经制造了许多复杂的微粒，但该过程通常涉及复杂的制造技术，例如多乳液微流体或流量光刻。两者都有他们的缺点。

弹出（绿色）和ELPS（蓝色）的混合物可用于创建各种新的微粒架构，包括核心壳网络（左）和单空心的囊泡状'粒子（右）。

多乳液微流体速度控制了一系列杀虫液滴，但努力保持材料完全彼此分开，不能用于大规模生产。流量光刻通过图案化掩模闪耀光，以蚀刻软材料中的形状，并且可以短顺序制作许多颗粒，但该过程难以定制到复杂的形状和内部架构。

罗伯特与Ashutosh Chilkoti合作，Alan L. Kaganov卓越的生物医学工程教授，旨在尝试一种全新的方法 - 生物材料。该研究对具有与弹性蛋白样多肽（ELP）一起使用的历史，这些蛋白质是混乱的蛋白质，与意大利面的球一样，从混乱中获得它们的稳定性并且没有真正的形状。最近，该团队开始使用部分有序的蛋白质（POP），其保留了许多ELP的生物学有用的特性，但有足够的有序段来提供比湿面积更多的稳定性。

可以设计两种类型的蛋白质以在某些温度下在相位状态之间来回移动。虽然这是诸如将药物缓慢释放到身体或支持伤口的组织生长的应用的有用特征，但研究人员很快发现它们还可以通过将ELP和弹出在一起来创造各种粒子形状。

从扫描电子显微镜拍摄一个多孔流行微粒的特写镜头。

“无序的蛋白质是生物学的热门话题，许多研究人员试图发现蛋白质的蛋白质仍然可以产生生物目的，”罗伯茨说。“我们的工作暗流是将这些蛋白质视为材料科学家，并看看我们是否可以以目前材料无法实现的方式为自己的生物学作用来设计。”

在论文中，Roberts和Chilkoti展示了一些用这两种类型的蛋白质制备的一些新的微粒。通过调整它们组装和拆卸的温度，并通过各种速率的温度来来回扫过，他们表明他们能够套装诸如壳体的套件，壳体没有核心，并用贝壳点缀着它们被称为“葡萄藤上的水果”的炮弹。然后，通过掺入光敏氨基酸，它们表明它们可以用闪光冻结它们的固体微粒。

研究人员称，具有精确分离区域的微粒的能力与药物递送和组织工程等应用相关。

每组参数同时产生数百万的固体，生物相容性微粒略大于平均电池。它只需要几分钟，一切都发生在液体大小的液体中。

“这是一种用于一种柔性且简单的材料的测试用例，可以创建使用当前技术没有看到的常用形状和架构，”Roberts说。“我们正在使用新的生物相容性材料，即可通过加热，冷却和闪亮在它们上产生永无止地的形状。”

参考：“复杂的微粒建筑来自刺激敏感本质上无序的蛋白质”，斯蒂芬罗伯茨，文森·苗族，西蒙斯哥斯达，约瑟夫西蒙，加勒特凯莉，泰贾克沙，斯特凡·Zauscher和Ashutosh Chilkoti，19世纪2020年3月12日，Nature Communications.doi：
10.1038 / s41467-020-15128-9

该研究得到了国家卫生研究所（R35GM127042）和国家科学基金会的研究三角（DMR-11-21107），NC州立大学（ECCS-1542015）和研究生研究奖学金计划（1106401）的分析仪表设施。