??近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院喻學(xué)鋒研究員與深圳大學(xué)邵俊東副研究員等合作，成功利用黑磷的光化學(xué)活性實(shí)現(xiàn)了水凝膠的光控原位生物礦化。相關(guān)論文"Photochemical Activity of Black Phosphorus for Near-Infrared Light Controlled In Situ Biomineralization"發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)上，影響因子15.804。論文第一作者是邵俊東博士，通訊作者是喻學(xué)鋒研究員。

近年來(lái)，二維黑磷優(yōu)異的近紅外光熱效應(yīng)、生物相容性和生物可降解性，使其在光熱治療、藥物/基因遞送、生物成像和生物傳感器等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中引起了廣泛關(guān)注。其中，黑磷的生物可降解性是其區(qū)別于其它無(wú)機(jī)二維光熱材料最重要的特性，它可以在水和氧氣的作用下，降解成人體必需的磷酸鹽（PO43-）。針對(duì)這一特性，研究團(tuán)隊(duì)揭示了黑磷的光化學(xué)活性，并研究了黑磷基水凝膠的近紅外光控原位生物礦化現(xiàn)象和潛在用途。 

黑磷基水凝膠的光控原位生物礦化示意圖

磷酸鹽（PO43-）和鈣離子（Ca2+）的生物礦化過(guò)程在人體硬組織如牙齒和骨骼等的形成與再生過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用。然而在生物體內(nèi)，生物礦化過(guò)程通常是自發(fā)進(jìn)行的，受生物體內(nèi)的生物大分子控制，很難在體外實(shí)現(xiàn)人為調(diào)控。然而，黑磷優(yōu)異的近紅外光響應(yīng)特性和生物可降解性能，為實(shí)現(xiàn)可控的生物礦化提供了可能。研究結(jié)果顯示，近紅外光照不僅增強(qiáng)了黑磷的化學(xué)活性，促進(jìn)了黑磷向磷酸鹽（PO43-）轉(zhuǎn)化的降解過(guò)程，還加劇了磷酸鹽（PO43-）與鈣離子（Ca2+）的反應(yīng)過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)了可控的原位生物礦化。在此過(guò)程中，黑磷不僅是生物礦化的引發(fā)劑和調(diào)節(jié)器，還可以作為成核位點(diǎn)并提供生物礦化必需的磷源——磷酸鹽（PO43-）。研究團(tuán)隊(duì)隨后將黑磷與水凝膠復(fù)合，利用3D打印技術(shù)制備了骨組織工程支架，并實(shí)現(xiàn)了其近紅外光控原位生物礦化。相關(guān)研究成果進(jìn)一步拓展了黑磷的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并在生物材料領(lǐng)域，特別是組織工程中具有巨大的應(yīng)用潛力。 

本項(xiàng)研究得到了中科院前沿科學(xué)研究重點(diǎn)計(jì)劃、廣東特支計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。