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在整个人类历史中，人们都在试图替换或修复受损或患病的身体部位以修复和恢复其功能。 通常，人们根据可用性来选择植入材料；近代历史上，随着生物相容性概念的提出以及相关研究的深入，生物相容性也作为重要的选择指标之一，而我们可能正处于看到新模式和下一代生物材料的曙光之际。

历史上最早的修复和替换身体部位的记录可以追溯到几千年前1。那时，生物相容性或灭菌的概念尚未提出。纵观人类历史，用作身体部位替代品的材料在在各个时期都有所不同。 从玛雅时期的海贝壳到第二次世界大战后英雄时代的聚合物、金属和陶瓷等现成材料，再到根据生物相容性设计的现代工程材料，例如有机硅、水凝胶和羟基磷灰石等。现在下一代生物材料也正在开发中。新一代材料不仅拥有良好的生物相容性，同时也具有一定的功能性。这些材料可以调整和用于控制生理环境并具有诱导响应性如组织修复。

超分子和生物活性材料

成功整合肌体的植入物可以通过复制缺失组织的结构来有效地修复缺失的身体部位。但即使植入物材料被人体相容，仍然存在出现长期并发症和组织功能永远丧失的可能性。可以预见的是，生物活性涂层通过诱导组织再生和修复反应等相互作用可以恢复身体功能，这方面的工作已经在进行中。这些生物功能材料被设计成刺激响应的超分子纳米结构，通常，这些材料是聚合物、合成膜或其他纳米级组装体，通过嵌入生物分子如蛋白质、肽或药物进行功能化。这些材料的功能具有响应性和可预测性，设计目的是旨在感知和响应周围的生理环境，可提供一个控制良好的表面。这些超分子体系和材料不仅可用作组织工程和再生医学中的植入涂层，而且还可用作刺激响应性药物递送和免疫学的药物载体。

超分子生物活性材料的设计和表征

这些超分子纳米结构具有应用于材料特性的修饰和调整的潜力，有望确实解决当前的一些生物医学挑战，并且可能确立下一代生物材料的地位。

然而，为了以受控的方式设计这些生物活性材料，需要了解纳米级组件的组装过程，并且表征不同环境条件下的材料性质。采用QSense技术，可以实时监测材料的组装情况，并可表征不同盐浓度、温度、pH值和类似的环境参数对材料结构的动态影响。该技术还能够评估例如细胞粘附和铺展性质等的功能效应。

参考文献

生物材料科学，第3版。 医学材料简介

编辑：Buddy Ratner . Allan Hoffman. Frederick Schoen. Jack Lemons, 2012

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