随着材料生物相容性的不断发展，目前能够模拟动态和细胞外基质（ECM）功能的材料开始出现，这些材料可以执行各种刺激触发功能，包括动态基质变化、药物释放、干细胞分化、生物粘附和生物降解等。其中基于蛋白质的基质生物相容性好，能够促进细胞粘附、生长和生物降解。研究上已经取得显著进展，但仍缺乏能够在同一基质中结合多种功能的工程化蛋白质生物材料，这些功能包括基质重塑、刺激响应、二维/三维培养、生物粘附、药物释放和生物降解。在生物医学和组织工程应用中，多功能生物材料具有很高需求。将多种功能集成一起、模拟细胞外基质（ECM）微环境以支持细胞生长并牢固附着于受损组织的生物材料，对于推动组织工程发展至关重要。基于蛋白质的生物材料具有广阔前景。
近日，来自美国德克萨斯大学西南医学中心的MuhammadRizwan教授团队进行了用于组织工程的多功能明胶-二硫代烷水凝胶的相关研究。成果以“Multi-Functional Gelatin-Dithiolane Hydrogels for Tissue Engineering”为题于09月27日发表在《Advanced Functional Materials》上。
本文要点：
（1）本文利用二硫烷原位生成巯基的能力，开发了一种全新二硫烷修饰的蛋白基生物材料，能够结合多种独特功能，用于组织工程应用。
（2）本文以明胶为蛋白，通过无需光引发剂的光交联，形成多功能明胶-二硫烷（GelDT）水凝胶。GelDT水凝胶具有长期稳定性（>28天），支持表面播种并包裹细胞生长。GelDT水凝胶可以在凝胶形成前通过引入物理交联来调节生物力学特性和降解性，并在凝胶形成后通过外源性巯基调节基质的应力松弛率，而不影响其他参数。
（3）GelDT水凝胶还能实现生物活性分子共价固定、谷胱甘肽药物控释、由于其剪切稀化特性支持3D生物打印，通过与内源性组织巯基共价二硫键偶联，在各种环境下（皮肤、离体、在体）对组织均有强力粘附性。本研究提出一种新型、响应性、多功能蛋白基生物水凝胶，将推进组织工程与再生医学的发展。
文章来源：
https://doi.org/10.1002/adfm.202407522
