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.     

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。     

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.     

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。     

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...     

聚苯乙烯磺酸钠与季鏻盐表面活性剂复合物的结构调控及其抗菌性能

发展非抗生素抗菌策略在减少医疗器械相关的细菌感染并降低对抗生素的过度依赖方面具有重大意义。对医疗器械表面进行功能化,赋予其抗菌性能是非抗生素抗菌所采用的常用方式。聚电解质-表面活性剂复合物的醇溶、水不溶的特点使其在构建抗菌涂层方面具有操作简单、不受器械结构限制的优点,有望应用于各种医疗器械的表面功能化。本文通过构建不同烷基链长季鏻盐表面活性剂与聚苯乙烯磺酸钠聚阴离子复合物,系统研究了复合物在水溶液中的组装行为以及所制备复合物涂层的抗菌性能与表面活性剂组分疏水碳链长度之间的内在关联。通过浊度、等温滴定量热法等测试手段对聚苯乙烯磺酸钠与3种三丁基烷基季鏻盐表面活性剂在水中的组装过程进行了分析,结果表明增加表面活性剂烷基链长将促进聚电解质-表面活性剂复合物形成。通过在常用医疗器械材料表面构建复合物涂层,对比了3种复合物对两种模型菌种的抗菌性能。对于以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌,所制备的3种复合物涂层的杀菌率分别为42.9%、99.97%和99.99%,随着表面活性剂烷基链越长而提高;对于大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌,随着表面活性剂烷基链长度增加,单独季鏻盐表面活性剂的抗菌性能增强,而...     

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。     

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。     

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。     

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。     

镁电沉积研究评述

Mg离子二次电池是有望用于电动汽车的“绿色”蓄电池，它比Li离子二次电池低价、较高的安全性和环境友好及可大电流、大容量放电。本文对迄今为止关于镁的电沉积及镁离子二次电池的电解质溶液的研究进行综述；并对今后的研究提出了设想。     

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.     

Investigations on zirconium-containing conversion layers on aluminium

Summary Conversion layers on technical aluminium produced by a no-rinse process for the purposes of food wrapping products are based on the application of aqueous solutions containing mainly zirconium compounds and polyacrylic acid. By the combined use of the methods TEM, AES, XPS and ISS, in-depth profiling of the elements Al, Zr, C, O and F are achieved, the existence of the chemical compounds Al₂O₃, ZrO₂ or the respective mixed oxides and polyacrylic acid or the fragments are detected. The layer thicknesses are determined amounting to 10–40 nm, and the surface-related mass of zirconium is estimated to 10–35 mg/m².

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Untersuchungen an zirkonhaltigen Konversionsschichten auf Aluminium