层层静电自组装构建壳聚糖/肝素抗菌多层膜的研究

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）由于其突出的机械性能和良好的生物相容性而广泛用作心血管的植入材料,但是植入内置医用材料时会发生感染,这直接导致了较高的发病率和死亡率,传统的抗感染的表面设计包括与抗菌药物机械共混和表面化学接枝抗菌药物等,但是采用简单的机械共混方式制备的材料中药物负载可控性差,表面化学接枝涉及步骤繁杂的合成工艺很难在具有复杂体型结构的医用装置上实现,因此寻求一种简单的面对装置的表面修饰手段成为医用装置抗感染表面设计的关键性问题。     

交联结构对肝素/壳聚糖层层组装多层膜内皮细胞相容性的影响

采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺交联技术对具有抗凝血抗菌作用的肝素/壳聚糖多层膜进行交联, 研究了交联结构对多层膜稳定性和血管内皮细胞亲和性的影响. QCM-D结果显示, 交联可有效地提高多层膜的稳定性, 在模拟人体血液流速(3.0 cm/s)下保持良好的稳定. 体外内皮细胞的研究结果显示, 多层膜的交联可有效地调节肝素/壳聚糖多层膜表面粘弹性, 并显著增加内皮细胞的粘附与生长. 交联的肝素/壳聚糖多层膜有望成为理想的心血管功能界面涂层材料.     

共价键合多层肝素薄膜修饰涂有硅橡胶的人工血管

报道一种采用医用硅橡胶涂层作软支撑共价键合多层肝素薄膜修饰人工血管等生物医学装置使其表面具有抗凝血性能的方法. 该项技术首先在人工血管的表面上涂上医用硅橡胶作为软支撑, 再在硅橡胶涂层的表面上涂上全氟磺酸(Nafion), 为接下来的层层静电组装提供活性基团. 然后将带正电荷的二苯胺重氮树脂(PA)和带负电荷的肝素分子(Hep)通过静电吸引作用交替沉积到全氟磺酸涂层的表面上. 紫外可见吸收光谱和傅立叶红外光谱数据表明, 在紫外光照射下, 重氮树脂的重氮基团与肝素的硫酸基团之间发生光化学反应, 生成硫酸酯, 使膜内层间离子键转变成共价键, 从而使肝素多层膜的稳定性大大提高. 研究表明经层层自组装和光化学反应后肝素分子呈现良好的抗凝血性能. 人工血管肝素化表面中的肝素分子以壁面结合的方式存在, 在人工血管表面固化肝素和抗凝血酶-III (AT-III)形成的络合物显示出较好的抗凝血性. 硅橡胶涂层使肝素分子与人工血管表面有一定距离, 有利于提高抗凝血性能. 在四个双层之内, 肝素对凝血酶失活的影响随着PA/Hep双层数目增加而增加, 说明了只有最外层的肝素才对凝血酶失活有直接影响. 该方法操作工艺简单, 重复性好, 可较广泛地适用于在多种生物医用装置和多孔组织工程支架材料的表面制备稳定的抗凝血涂层, 具有良好的应用前景.     

壳聚糖/丝素纳米纤维载药多层膜的构建和抗菌应用

构建抗菌表面涂层,是解决医疗器械表面因黏附生长细菌引发医源性感染的理想途径.因此,本研究利用层层自组装技术,以静电相互作用为驱动力制备了壳聚糖/丝素纳米纤维(CHI/SNF)多层膜,通过紫外-分光光度计(UV-Vis)追踪该多层膜的组装过程,并使用扫描电镜(SEM)对其进行形貌分析.然后,通过引入天然抗菌药物小檗碱(BBR)获得BBR-CHI/SNF多层膜.初步探讨了该载药多层膜的体外药物释放行为和对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的抗菌性能.测试结果表明,多层膜的载药量能够通过调整膜的层数来控制.多层膜具备抗细菌黏附及一定抑菌性能,负载BBR后,通过BBR与多层膜内CHI的协同作用,抗菌性能得到了提升,抑制了金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的生长,其抑制率分别达到了(59.62±4.28)%和(51.65±3.77)%.总而言之,本研究构建了一种兼具抑菌和抗细菌黏附功能的载药多层膜,该多层膜制备简单,性能易于调控,基底灵活,因此在生物医用材料表面抗菌领域具有良好的应用前景.     

双网络增强自支撑多层膜的制备

通过石英晶体微天平(QCM)研究不同最外层对单体、交联剂、引发剂扩散入多层膜的结果显示,聚乙烯亚胺( PEI)为最外层的多层膜更有利于负电荷分子扩散.将(聚乙烯亚胺/聚丙烯酸)12-聚乙烯亚胺[( PEI/PAA)12-PEI]多层膜浸入带有单体、引发剂、交联剂的溶液后,经过光聚合交联与热交联后可形成自支撑膜.XPS数...     

微量光度滴定法测定咔咯化合物的质子化和去质子化常数

采用微量光度滴定法测定了两种具有不同取代基的新型咔咯化合物,三(4-氯苯基)咔咯(化合物1)和三(2,4-二氯苯基)咔咯(化合物2)在非水溶剂中的质子化和去质子化常数。结果表明:化合物1和化合物2在二氯甲烷中均可以与三氟乙酸反应得到一个质子生成正一价阳离子,其质子化常数(lgKb)分别为4.2和4.0。在甲醇溶液中,化合物1和化合物2与氢氧化钠反应时可以失去一个质子生成负一价阴离子,其去质子化常数(lgKa)分别为3.4和3.5。而在二氯甲烷中与碱反应时,化合物1和化合物2均能够一步失去两个质子生成负二价阴离子,其累积去质子化常数(lgβ2)分别为7.9和11.0。     

(肝素/壳寡糖/Pluronic(R))静电组装多层膜的构建

以壳寡糖/Pluronic(R)聚合物纳米聚集体(COPNs)、肝素为组装基元构建仿(肝素/壳聚糖)多层膜,验证多层膜负载疏水药物的可行性.Pluronic(R)P123与1,3-丙烷磺内酯反应合成末端磺酸化的Pluronic(R)聚合物,其与Pluronic(R)F127在水溶液中自组装形成表面带负电荷的混合胶束.利用壳寡糖与混合胶束的静电作用,获得COPNs,粒径与表面电位分析、透射电镜表征COPNs为直径(27.61±2.46) nm、表面zeta电位(6.12±1.82)mV、稳定的球形结构.石英晶体微天平(QCM)跟踪检测证明COPNs与肝素可在基材表面实现交替沉积;原子力显微镜(AFM)表征多层膜表面拓扑形貌,证明COPNs在表面沉积过程中稳定.将疏水的荧光探针芘载入COPNs参与多层膜的构建,荧光光谱实验结果表明多层膜可成功包载芘,且多层膜内芘的载入量与组装层数相关.以葛根素为模型药物,载药量测定与体外释药实验结果表明多层膜具有包载和缓释疏水药物的能力.     

CdTe量子点固化多层膜测定华法林的研究

采用水热法制备了CdTe量子点(QDs),并采用静电层层自组装技术成功制备了CdTe QDs聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)固化多层膜,建立了该固化多层膜测定抗凝药物华法林(Warfarin,WF)的荧光分析新方法。结果表明,在0.1~10μmol/L范围内,相对荧光强度(F/F0)与华法林浓度(cWF)呈线性关系,相关系数(R2)和检出限(3σ/k)分别为0.9886和0.082μmol/L。该CdTe QDs/PDDA固化多层膜稳定性好、易储存、使用方便,可用于药物片剂中华法林含量的测定。     

层层静电自组装构筑壳聚糖/磷钨酸复合膜的研究

将正电荷的壳聚糖与负电荷的磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。使用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)等手段对复合膜进行了表征。UV-Vis结果显示多层膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大，呈良好的线性关系，表明多层膜是均匀组装的；XPS和FTIR结果证实了壳聚糖和磷钨酸被组装到膜上，AFM图形显示膜表面有一定的粗糙度，CV结果说明多层膜保留了磷钨酸的电化学性质。     

层层自组装法制备碳纳米管/酶多层膜电极及其检测酚类物质

将十二烷基硫酸钠（SDS）分散的碳纳米管(CNTs)和辣根过氧化物酶(HRP)通过层层组装方法构筑HRP多层膜酶电极,并将其用于酚类物质的分析检测研究。紫外-可见光谱表明,SDS分散的CNTs可与HRP均匀有效地组装构筑多层酶膜。电化学研究表明,CNTs的引入很好地提高了HRP电极的灵敏度;随着CNTs/HRP组装层数的增加,电极的电化学响应增加。研究结果表明该HRP电极对酚类物质（邻苯二酚、对苯二酚和苯酚）的分析检测具有宽的线性范围、好的灵敏度和抗干扰性。     

Electrochemistry and Electrocatalysis of Myoglobin Loaded into Multilayer Films Assembled with Phytic Acid and Chitosan

Natural polymer polysaccharides chitosan (CS) was successfully assembled with phytic acid (PA) into {PA/CS}_n layer-by-layer films. Myoglobin (Mb) could be gradually “absorbed” or loaded into {PA/CS}_n films when the films were immersed into Mb solutions, forming {PA/CS}_n-Mb films. The {PA/CS}_n-Mb films demonstrated well-defined and quasi-reversible cyclic voltammetry (CV) responses for Mb Fe^III/Fe^II redox couple and were used to catalyze electrochemical reduction of oxygen and hydrogen peroxide. The interaction between Mb and {PA/CS}_n films was explored and discussed, which suggested that the electrostatic attraction might play a major role in loading Mb into the films. This new kind of film incorporated with redox proteins could be used to fabricate the new type of biosensors or bioreactors without using mediators.     

层层组装构建抗凝血和内皮细胞化协同功能界面

本文采用天然细胞外基质组分、强抗凝血活性的肝素和促细胞黏附生长的胶原蛋白, 在不锈钢支架表面构建肝素/胶原多层膜, 探索利用层层组装多层膜所显示出的协同效应, 实现抗凝血和促进内皮细胞生长的协同功能, 为改善心血管支架抗凝血和抗再狭窄修饰寻求新方法.     

交联壳聚糖水凝胶填充层状微胶囊的制备与性能

在甲基丙烯酸和乳酸接枝修饰的水溶性壳聚糖(CML)存在下, 合成了尺寸均匀的球形CML杂化碳酸钙微粒. 通过层层组装(LBL)技术在该微粒表面形成了聚苯乙烯磺酸钠(PSS)/聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)多层膜, 去除碳酸钙微粒后得到内部含有CML的聚电解质微胶囊. 进一步采用紫外光引发CML聚合, 将CML转化为CML微凝胶, 得到内部填充凝胶的微胶囊. 通过扫描电镜、光学显微镜和透射电镜等技术表征了微胶囊的结构. 与传统的LBL微胶囊不同, 凝胶填充的微胶囊干燥时尺寸收缩, 但仍可保持球形; 再次水化后, 能够膨胀恢复其原有尺寸和形态. 各种具有不同电荷性质、分子量和亲疏水性的染料分子及蛋白质均可有效地装载到微胶囊内.     

基于聚多巴胺/铜微粒自组装多层膜的无酶葡萄糖传感器

利用多巴胺易于在电极表面发生自聚反应,且聚多巴胺膜中富含邻苯二酚等反应性基团,可通过二次反应实现电极表面的进一步功能化修饰的特点,在玻碳电极(GCE)表面,将多巴胺自聚膜(PDA)与铜微粒(Cu)进行层-层自组装,构建了无酶葡萄糖电化学传感器(GCE/(PDA/ Cu) n )。传感器的灵敏度可通过控制多层膜的组装层数进行调控。采用紫外-可见光谱跟踪表征了多层膜的组装过程,结果表明,多层膜的生长是逐步且均匀的过程。采用循环伏安法和电流-时间曲线法研究了修饰电极对葡萄糖的电催化氧化性能。对于GCE/(PDA/ Cu)4,检测葡萄糖的线性范围为0.5~9.0 mmol/ L,检出限为5.8μmol/ L(S/ N=3)。本传感器具有良好的重现性、稳定性和较强的抗干扰能力。将本传感器用于血清中葡萄糖的测定,结果令人满意。     

层-层自组装构建固相可降解基因传递体系的研究

近年来,随着人类对基因研究的深入,基因治疗作为一种新的手段,受到人们的广泛重视．在组织工程材料、介入医用材料和医用植入体的应用中,与传统的溶液给药方式不同,基因技术需要一种可直接作用于材料表面贴壁细胞的长效、高转染固相基因传递体系．目前,国内外研究者将蛋白质药     

由聚电解质自组装多层膜制备微孔薄膜

带有相反电荷的聚电解质通过静电作用交替沉积可以得到自组装多层膜,由于这种技术可操作性强,用途广泛,近十几年来已有了大量的研究．聚电解质多层膜在一定条件下可以形成纳米孔和微米孔．Fu等研究了聚丙烯酸和聚乙烯基吡啶组成的氢键自组装多层膜在碱溶液中溶去其中的聚丙烯酸后,剩下的聚乙烯基吡啶重构形成微孔薄膜．Mendelsohn等发现将聚丙烯酸和聚烯丙基胺自组装而成的多层膜浸入pH=2．4左右的溶液中可制备微孔薄膜．但这些方法并不能使强聚电解质多层膜形成多孔结构。     

纤维素/壳聚糖共混透明膜的制备及阻隔抗菌性能研究

利用壳聚糖溶液包覆法制备了具有高气体阻隔性及抗菌性的透明纤维素膜,其扫描电镜照片证明壳聚糖厚度在1.31 ～4.07 μm之间.通过红外光谱、紫外光谱、热重分析仪、电子万能试验机和接触角测试仪对纤维素/壳聚糖共混膜的结构和性能进行了详细研究,结果表明由于壳聚糖和纤维素之间具有一定的氢键相互作用,使得纤维素/壳聚糖共混膜较好地保持了纯纤维素膜的机械强度,其拉伸强度都大于110 MPa.此外,壳聚糖的包覆对纤维素膜的透明性没有影响,它在600 ～ 800 nm处的透光率仍维持在80％左右,并且提高了纤维素膜的疏水性,其水接触角从纤维素膜的70°提高到了100°.利用气体渗透仪进一步研究了纤维素/壳聚糖共混膜的氧气阻隔性,结果表明该膜具有很好的氧气阻隔性,其氧气渗透系数甚至低于市场上理想的氧气阻隔材料乙烯-乙烯醇共聚物(EVA).金黄色葡萄球菌抗菌测试表明,通过壳聚糖包覆法改性纤维素能够明显提高纤维素膜的抗菌性.