江蘇大學環境與安全工程學院，生物質能源研究院，生物基環境功能新材料研究所劉俊教授團隊對生物聚合物構建各向異性結構在生物醫學中的應用進行了綜述，論文主要從各向異性結構構建方法、可用于各向異性結構構建的生物聚合物、各向異性結構表征以及各向異性結構的生物醫學應用四個方面進行了綜述。

圖形摘要：基于生物聚合物的各向異性生物材料的制備及應用

圖1：生物聚合物從分子水平到宏觀的各向異性結構構建

圖2：通過定向冷凍干燥法制備各向異性結構

圖3：通過外部機械刺激及磁場構建各向異性結構

圖4：廣泛用于各向異性生物材料構建的生物聚合物

圖5：基于生物聚合物的各向異性結構的通用表征

圖6：構建生物聚合物衍生的各向異性材料并應用于生物醫學

  具有不同水平各向異性結構的生物聚合物基生物材料的開發用于生物醫學應用，從學術研究到臨床試驗都受到廣泛關注。本文簡要介紹了自然界中存在的各向異性結構，從宏觀到納米級以及分子水平上說明了自然界中有序結構的相似性。通過分析生物聚合物基生物材料的優勢和適用性，提出了具有各向異性結構的生物材料構建策略，例如定向凍結、施加外部機械力和磁場、靜電紡絲等。天然來源的聚合物，如纖維素、半纖維素、藻類多糖、殼聚糖和蛋白質，它們具有固有的生物相容性和有序的分子組裝，是制備用于生物醫學應用的各向異性生物材料的理想選擇。為了說明生物材料中的精細各向異性結構，先進的分析表征技術，如光譜、電磁、聲電機技術和顯微鏡成像，在材料開發中是必不可少的。盡管基于生物聚合物的各向異性生物材料在生物醫學應用中顯示出巨大的潛力，但構建有序結構、精確設計不同層次結構及其應用方法，仍然具有挑戰性，需要進一步的技術創新。可以預見的是，具有有序結構和功能的生物聚合物基生物材料的構建和應用將為現代生物醫學的發展做出重大貢獻，提供疾病治療和醫療保健的新體驗。

  該研究成果以“Fabrication of bio-inspired anisotropic structures from biopolymers for biomedical applications: A review”為題發表在《Carbohydrate Polymers》上。論文由劉俊教授團隊獨立完成，第一作者為環境與安全工程學院2020級研究生盧雪初，通訊作者為劉俊教授。論文的作者還包括團隊中的碩士研究生李艷、張紅星、傅茵怡，博士研究生焦海鑫以及王錢錢副教授及劉歡教授。論文作者所在單位為江蘇大學生物質能源研究院。這項工作得到了國家重點研發計劃（2021YFA0910400，2018YFE0107100）、江蘇省農業科技創新基金（CX（22）3190）、江蘇省自然科學基金（BK20190842）、江蘇省青藍項目2020年資助、江蘇大學引進學者啟動基金（4111370004）等資助，教育部重點實驗室（KJZR210001），山東省博士后創新項目（SDCX-ZG-202203005），江蘇省重點高校學科建設（PAPD 4013000011）以及江蘇省水處理技術與材料協同創新中心的支持。

通訊作者簡介

  劉俊，教授，生物基環境功能新材料研究所所長。芬蘭奧博學術大學博士，瑞典烏普薩拉大學博士后。研究以自然界中廣泛存在的農林生物質資源為原料，在功能仿生和結構仿生的設計思路指導下，以新型生物質精煉分級分離提取手段和先進的智能制造技術（3D打印）為依托，研發具有高附加值的纖維素和半纖維素基功能新材料，如環境功能新材料（環境凈化材料、環境修復材料、環境替代材料）、生物醫用新材料（傷口修復、組織工程、藥物控釋等）。E-mail: junliu115142@hotmail.com

  課題組長期招收具有環境科學與工程、材料科學與工程、化學工程、生物醫學工程等相關專業的碩士研究生、博士研究生、以及國內外博士后申請，詳情歡迎來信咨詢。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861723001339