抗菌生物材料的研究进展

生物材料的感染限制了生物材料的进一步应用.细菌在材料表面粘附、生长成细菌生物膜是生物材料相关感染难治的根本原因.因此,最有效的解决方法是防止细菌生物膜的形成.本文对目前抗菌生物材料的研究现状进行综述,提出目前防止细菌生物膜生成的方法主要有三种:抗细菌粘附的方法;杀菌的方法及二者相结合的方法.在设计抗粘附生物材料时,除了考虑材料表面的化学结构外,也要考虑材料的表面拓扑结构及材料的本体性能对细菌粘附的影响;在设计杀菌的生物材料时,不但要考虑杀菌性能,也要考虑杀菌剂对材料血液相容性的影响.总的来说,抗粘附的方法及杀菌相结合(多重抗菌)的方法是可望解决生物材料感染的一条新方法.     

表面抗菌功能涂层的构建及在生物医用材料中的应用研究

近年来,生物医用材料在使用过程中产生的医源性感染问题层出不穷,对人们健康和生命造成严重威胁.表面抗菌涂层构建是解决该类医源性感染问题最有效的策略之一.目前,按照作用机制和功能不同将表面抗菌涂层分为接触式抗菌涂层、抗黏附抑菌涂层、抗黏附杀菌涂层以及智能抗菌涂层.表面抗菌涂层的构建不仅赋予了生物医用材料抗菌性能,有效解决了上述医源性感染问题,还可以提高材料的生物相容性,赋予其抗黏附、抗氧化、生物识别、传感等功能.本文旨在对目前表面抗菌涂层的种类、构建方法以及其在生物医用材料领域中的应用做一全面论述,为进一步开发高性能表面抗菌涂层并扩展其应用提供新思路.     

抗植入式高分子医用材料感染的研究进展

植入式高分子医用材料表面会粘附细菌形成生物膜引发生物材料相关的感染(BRI),给高分子医用材料的广泛应用提出了重大挑战.本文从BRI发生的机制入手,综述了通过高分子医用材料表面改性减少细菌粘附与使用抗菌素-生物材料体系两个方面来抵抗BRI发生的研究进展,重点阐述了局部抗菌药物缓释体系及纳米技术在抗菌药物缓释体系中的应用,并指出高分子前药控释体系的研究和应用是抗高分子医用材料感染的发展趋势.     

具有“杀菌-释菌”功能转换的智能抗菌表面

细菌在生物材料表面的黏附和后续生物被膜的形成会引起一系列严重后果,因此赋予生物材料表面抗菌性能成为国内外科研工作者们的研究热点.然而目前常见的抗菌策略主要集中在杀死表面黏附的细菌,而忽略了死细菌在表面的积累所引起的如抗菌效率下降、二次污染等诸多问题.针对此,研究者们提出了"杀菌-释菌"功能转换的智能抗菌策略并以此发展了一系列智能抗菌表面.本专论基于我们课题组的研究成果,根据杀菌剂与材料表面结合方式的不同(永久固定杀菌剂、可重复负载杀菌剂和不需要杀菌剂),对近年来智能抗菌表面领域的研究进展进行了评述.这些智能抗菌表面能够在杀灭细菌后及时清除表面残留的死细菌,从而保持了长效抗菌功能.最后对该领域未来的研究方向进行了展望.     

医用高分子材料抗凝血表面构建策略及研究进展

医用高分子材料及医疗器械主要用于疾病的诊断和治疗。此种材料/器械在植/介入人体与血液接触时,血浆蛋白会在几秒钟内吸附到材料/器械表面,并与血小板上的糖蛋白受体结合,导致血小板活化、凝血级联以及补体激活,形成凝血及血栓,严重危及病人的健康及生命安全。为了赋予材料/器械表面抗凝血性能,需有针对性地进行抗凝血表面构建,其方法主要为:生物惰性涂层、生物活性涂层、具有内皮(EC)特异性生长因子的表面涂层和复合抗凝涂层。本文结合国内外该领域研究动态及本课题组近年来在医用高分子材料及医疗器械抗凝血表面构建的研究成果,概述了抗凝血表面构建及其在医疗器械中应用的研究进展。     

构筑生物安全材料，发展立体化学抗菌新理念

新型冠状病毒(COVID-19)疫情的大爆发及其周期性变化对人类的健康造成严重的威胁,促使生物安全问题重回公众视野,引起了全世界的重视。各国政府都开始采取更有力的生物安全措施,亟需应对生物安全威胁的有效材料。抗菌材料是生物安全材料的重要组成部分,致力于解决包括病毒在内的微生物感染这一棘手的生物安全问题。传统的抗菌策略包括杀菌、抗菌粘附和复合抗菌。传统策略以杀菌为主,其见效快,但是杀菌剂容易流失,存在生物相容性问题,容易导致微生物产生耐药性。因此,发展新的抗菌策略意义重大。立体化学抗菌策略立足于管控微生物行为,利用微生物能感知不同立体化学结构并做出不同的响应的特点,从而使微生物不主动粘附到材料表面,有效抑制有害微生物的粘附、繁殖和传播,符合抗菌材料发展的新趋势。本文简要评述了近5年抗菌材料的研究进展,综述了立体化学抗菌策略的主要研究内容,探讨了管控微生物的新理念。     

基于抗菌肽的智能型抗菌涂层研究进展

抗菌肽作为一种高效、广谱、不致细菌耐药性的抗菌物质受到科研人员的广泛关注。 在生物材料表面制备抗菌肽基涂层是减少器械相关细菌感染的有效途径。 然而传统抗菌肽释放型涂层受限于抗菌肽存储量,抗菌时效短;抗菌肽直接固定涂层易遭受死细菌对杀菌性能的掩蔽。 另外,生物材料使用场景的多变性和复杂性,强烈要求材料的正常服役和抗感染性能具有高度可调控性。 将刺激响应聚合物与现有的抗菌策略相结合,并通过精巧的设计来构建智能型抗肽涂层平台,对于获取优异的抗菌特性和丰富体系的使用场景具有重要意义。 本文综述了智能型抗菌肽涂层的研究进展,阐述了构建释放型和非释放型涂层的主要策略,分析了刺激响应聚合物在抗菌体系中的作用及角色,探讨了智能抗菌肽涂层在正常服役和感染应对阶段的功能转换设计,并对智能型抗菌肽涂层的未来发展做出展望。     

低并发症医用涂层构建策略研究进展

医用材料的功能性主要通过医用材料表面与生物环境接触而表现出来,需要对医用材料表面进行功能化改性,否则在植入/介入过程中会吸附侵入的细菌引发感染或产生凝血引发血栓等并发症,导致器械服役时间缩短及应用失败。基于上述问题在材料表面调控结构组成、构建功能表面、实现低并发症和生物相容性一直是该领域亟需解决的重要科学问题。目前低并发症医用涂层构建方法主要有表面化学接枝改性、单分子层自组装、层层自组装、多巴胺涂层等,结合本课题组近年来在低并发症医用高分子材料及医疗器械的医用涂层研究成果,简单介绍了国内外医用涂层表面构建的研究进展。     

硬段侧链含有氟化双季铵盐的聚氨酯表面性能及抗菌性能分析

研究了硬段侧链含有氟化双季铵盐的系列聚氨酯(FQPUs)的表面性能和抗菌性能.水接触角测试和表面自由能测试结果表明,加入少量氟化双季铵盐扩链剂,可以使聚氨酯表面富集氟碳链,氟化双季铵盐聚氨酯表面自由能很低,具有很好的抗黏附性能.迁移到表面的两条氟碳链在常温下不会发生链反转,使材料的抗黏附性能得以保持.同时,使材料表面形成一层疏水层,减小材料的吸水率.XPS研究结果表明,氟碳链的—CF3位于材料的最外层,材料的次表面是具有良好杀菌性能的双季铵盐,这样形成了具有多重抗菌性能的表面.另外,XPS研究结果表明,材料表面化学结构与材料本体的微相分离结构相关.抗菌性能测试结果表明,氟化双季铵盐聚氨酯抗金黄色葡萄球菌的能力很强,对于大肠杆菌的抗菌效果有所下降,但相对于单季铵盐聚氨酯的抗菌效果有一定提高.     

聚氨酯表面构建磺铵两性离子结构及其抗血小板粘附性的研究

通过己二异氰酸酯(HDI)在聚醚氨酯(PU)表面构建磺铵两性离子结构,以改善其不凝血性能,首先用HDI活化PU表面,生成PU-NCO衍生物;然后通过N,N-二甲基乙醇胺(DMEEA)中的—OH和PU表面的—NCO反应生成PU-N(CH_3)_2;最后用丙磺酸内酯(PS)进行开环.生成磺铵两性离子结构,用ATR-IR表征了各步反应,对构建前后材料的抗血小板粘附性能进行了比较,结果表明,磺铵两性离子结构具有优异的抗血小板粘附性。     

薄层色谱自动点样仪的研制

介绍了一种由单片机系统控制的薄层色谱自动点样装置,其中喷嘴和机械部分的制作比较实用。采用本文设计,能制出足以与商品仪器媲美的产品,且成本极低。     

导电聚合物传感器的研究进展

导电聚合物因其具有特殊的结构和优异的物理化学性能,而成为构建传感器的一种新材料。综述了近5年来导电聚合物在生物传感器、离子传感器、气敏传感器方面的研究进展,并对导电聚合物的研究动向作了展望。     

纳米复合材料固定化酶的研究进展

载体材料的选择对固定化酶的性能有着至关重要的影响。纳米复合材料不仅具有纳米尺寸的特性,而且可以克服单一材料的不足,在固定化酶领域引起了广泛关注。本文就目前在固定化酶领域使用的纳米复合载体分类进行了系统的阐述,重点介绍了目前在固定化酶研究领域运用较为广泛的硅基纳米复合材料、碳基纳米复合材料和纳米纤维复合材料等材料的制备方法及不同材料对酶学性能的影响,并对这些纳米复合材料固定化酶发展前景进行了展望。     

真珠钙驱铅实验研究

研究了真珠钙驱铅效果，给亚急性中毒的大鼠服用后，可增加铅从尿中排量，降低骨中蓄积量，对防治铅中毒有一定作用。     

一种基于介质上电润湿效应的免疫检测芯片研究

利用微机械加工技术,在ITO玻璃上设计制作了基于介质上电润湿效应的以离散液滴为对象的免疫检测芯片,对芯片的液滴驱动特性、免疫反应参数进行了测试,并对小鼠IgG和羊抗鼠IgG-HRP进行了初步的免疫测试.研究结果表明,在电压<100 V的时候,接触角测量值基本上和预测曲线吻合,在>100 V的情况下出现了接触角饱和现象,在芯片上实现了液滴操纵,120 V时得到最大平均速度为3.75 mm/s;该芯片可以实现免疫反应检测,所需样品体积为0.5 μL,检测时间约为20 min,对于羊抗鼠IgG-HRP实验系统的检测范围为0.1～20 mg/L.     

基于氧化铝纳米通道的电化学生物传感器研究

将制备好的氧化铝纳米通道经与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应使其表面修饰了氨基后,再在含生物素的缓冲溶液(pH 5.5)中反应12h,制成表面固定了生物素的氧化铝纳米通道,通道孔径约50nm。另取PVC管一段,在其顶端用PVC/THF混合液粘附制备好的聚合物膜,再将上述修饰好的氧化铝纳米通道用有机硅橡胶粘在敏感膜的底部,作为工作电极待用。以生物素-亲和素体系为模型,用经修饰的氧化铝纳米通道为识别载体进行电位法检测,实现了亲和素的检测。亲和素的质量浓度在0.10~0.60mg·L-1范围内与相应的电位变化值之间呈线性关系,检出限(3σ)为0.05mg·L-1。试验结果验证了氧化铝纳米通道电位生物传感器测定生物大分子的可行性。     

镍激活EB病毒的研究

应用间接免疫荧光法和抗补体免疫荧光技术研究,证实在试管内1～40mg/L NiSO4.6H2O(Ni)显著增强携带Epstein-Barr Virus(EBV)基因组的三株类淋巴母细胞株的VCA、MA、EA、EBNA-2抗原表达.此外还发现1～20mg/L Ni能明显促进EBV转化人脐血B淋巴细胞的作用,当多次加Ni时促进效应更强,前者转化促进率为13.31%～46.6 1%,后者达22.70%～57.04%.以上结果表明,Ni具有激活 EBV的作用.EBV与鼻咽癌(NPC) 密切相关,广东 NPC高发区大米和饮水中 Ni的含量偏高,NPC患者血和头发中 Ni 的水平明显高于健康人.研究结果提示,EBV与 Ni相互作用可能是 NPC发生、发展过程中的一个协同因素.     

纳米材料对PHBV增韧改性的研究进展

聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(PHBV)是一种拥有生物可降解性、生物相容性、压电性、光学活性等诸多优良特性的热塑性树脂,具有广阔的应用前景。但是PHBV脆性大,韧性差,导致其应用受到限制。本文综述了近年来国内外纳米材料增韧改性PHBV的进展。当纳米材料添加到PHBV时,可以起到异相成核剂的作用,改善结晶性能,从而降低PHBV的脆性。在众多的纳米材料中,纳米纤维素质量轻、强度高、模量大并可生物降解,有希望在不影响PHBV自身降解性的基础上提高其韧性。文章最后概括了目前纳米纤维素增韧PHBV存在的几点问题,同时对用纳米纤维素增韧PHBV的发展前景提出展望。     

浅议以案例为载体的课堂教学研究

教学案例研究是由课堂实践所积累的具有生动活力的经验升华而成的指导性强的教学理论探索活动。教师作为实践的研究者,是提升教学质量的主体在教学过程中研究课堂教学,反思课堂教学,改进课堂教学,总结实践案例,优化教学过程。案例研究是一种实践性研究,实践既是产生问题的源泉,     

壳聚糖固定L-天门冬酰胺酶的研究

研究了以壳聚糖为载体，戊二醛为交联剂，固定化Ｌ－天门冬酰胺酶的最适条件，并对固定化天门冬酰胺酶的理化性质进行了初步探讨。分别从不同固定化程序、缓冲液及保护剂等方面进行了固定化天门冬酰胺酶的条件优化；固定化酶的活力回收可达２０％左右。固定化酶的最适范围变宽，由游离酶的最适ｐＨ＝４～６变为ｐＨ＝６～１０。连续使用６次后仍可基本维持固定化酶的活力。固定化酶对胃蛋白酶的水解性也较游离酶大大提高。