壳聚糖及其衍生物作为疫苗佐剂的研究进展

疫苗佐剂能够增强机体对抗原的免疫应答反应或改变免疫应答反应类型,延长疫苗在体内作用时间,提高疫苗效力。壳聚糖能有效地将疫苗递送到靶抗原递呈细胞或组织,激活抗原提呈细胞,诱导产生免疫应答,促进Th1/Th2应答反应的平衡,因此,壳聚糖作为疫苗佐剂具有一定的潜力。为了解决壳聚糖在中性和碱性溶液中溶解性差,以及进一步提高其黏膜黏附性和靶向性等问题,通过对壳聚糖进行化学改性,生成一系列壳聚糖衍生物,提高其佐剂性能。本论文就近年来有关壳聚糖及其衍生物作为疫苗佐剂和递送系统在疫苗中的应用进行了综述,总结并提出了壳聚糖及其衍生物在疫苗佐剂应用领域所面临的问题以及其未来的发展方向,使读者对其有全面的了解。     

DNA纳米机器:梦想照进现实

可进体内治病救人的纳米机器人一直是人们梦寐以求的未来科技和医疗手段.最近,国家纳米科学中心的丁宝全、聂广军等在这个方向取得了重要的突破,成功开发了基于DNA纳米机器的癌症免疫治疗疫苗.他们首先利用DNA折纸术构筑了一个可精确负载抗原和佐剂的管状结构,通过皮下注射递送至淋巴结,经由内吞在树突细胞内涵体内发生pH响应性的锁链打开,暴露抗原和佐剂,从而激活树突细胞,产生抗原特异性的T细胞,有效杀伤肿瘤细胞.该疫苗不仅可以有效抑制肿瘤的生长和复发,还诱导特异性记忆效应,可持续产生特异性的保护.这提供了一个精准递送分子药物的平台,让人看到成功发展纳米机器人的曙光,有望给医学和医疗保健带来重要变革.     

蛋白质-聚氨基酸偶联物的高效合成与应用

蛋白质-高分子偶联物是重要的临床药物,可用于多种疾病的治疗.寻找新的生物可降解高分子材料来替代传统的聚乙二醇和发展高效、位点特异性的偶联方法是该领域目前所面临的2个重要挑战.聚氨基酸是一类具有较好生物相容性、可生物降解、含有丰富侧链官能团的仿生功能高分子,在蛋白质修饰方面具有突出的优势,是有较大潜力的聚乙二醇替代物.本专论主要从新型α-氨基酸-N-羧基酸酐(Ncarboxyanhydrides,NCA)可控开环聚合方法、聚氨基酸原位官能化制备位点特异性蛋白质偶联物、扩展功能聚氨基酸分子库调控蛋白质功能等3个方面详细介绍蛋白质-聚氨基酸领域的研究进展,并对这类新型偶联物的发展进行了简单的评述和展望.     

•前言•生物医用高分子

“生物医用高分子”是生物材料的最重要组成部分, 是保障人类健康的必需品; 其应用不仅挽救了数以千万计人的生命, 提高了生命质量, 且对医疗技术和保健系统的革新、降低医疗费用也具有引导作用. 同时, 生物医用高分子又是高分子材料科学的重要分支, 是21世纪高分子材料科学, 特别是功能高分子或精细高分子领域内非常活跃而又重要的前沿发展方向. 作为一类生物材料, 在使用过程中必然与生理系统(血液、组织、细胞等)或其组成部分(蛋白、酶、DNA、多糖、无机盐和各类生物小分子)相接触, 因此其研究与发展与生命科学和医学也密切相关. 生物医用高分子的特征之一是生物功能性(biofunctionality), 即能够对生物体进行疾病诊断、组织替换或修复; 之二是生物相容性(biocompatibility), 即材料引起适当的机体反应的能力, 是区别于其他高技术材料的最重要的特征, 包括不引起生物体组织、血液等不良反应. 现代医学的进步与生物材料的发展密不可分, 如各种介入诊断和治疗导管、药物传递控释系统、创伤和烧伤敷料、血管内支架、人工关节与功能性假体等已得到广泛的应用. 但是, 生物医用高分子材料涉及化学、材料、生物、医学以及物理等诸多学科领域, 其使用又与生理系统相接触, 因此该材料的研究与开发具有相当的难度和挑战.     

高分子材料图案记忆表面

微纳米图案赋予了材料表面独特的光学、电学、声学、力学以及生物学等特性,其中具有动态变化形貌的表面图案能够实现对材料表面性能原位实时调控,可用于构建智能表面.能够改变临时拓扑形貌并在外界刺激下恢复初始状态的一类动态表面材料称为图案记忆表面(pattern memory surface, PMS).PMS在浸润性调节、智能显示、电子器件和信息安全等多个领域具有重要的应用前景,涉及化学、物理、材料和生物多个学科交叉领域,是智能材料研究热点之一.然而,由于基底材料对高分子链在微观尺度上的运动具有束缚作用,如何构筑动态可调的拓扑形貌记忆表面一直是该领域面临的难题.基于此,本专论试图定义高分子材料图案记忆表面特征,并总结PMS有关研究的新进展.重点讨论基于褶皱图案构建PMS的优势,进而介绍了PMS作为智能材料在动态光栅、防伪、反射式显示、细胞培养等领域的应用,同时展望PMS的发展前景.     

3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究进展

3D打印技术能够根据不同患者需要,快速精确制备适合不同患者的个性化生物医用高分子材料,并能同时对材料的微观结构进行精确控制.因此,这种新兴的医用高分子材料制备技术在未来生物医学应用(尤其是组织工程应用)中具有独特的优势.近年来,对于3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究开发受到了越来越多的关注.不同的生物相容高分子原料被应用于3D打印技术,而这些3D成型高分子材料被用于体外细胞培养,或动物模型的软组织或硬组织修复中.本文主要介绍了近年来3D打印技术在生物医用高分子材料制备中的研究进展,并对该领域的未来应用和挑战进行了展望.     

甲壳素基新材料研究进展

甲壳素/壳聚糖良好的生物相容性、生物可降解性及独特的生理活性使其成为非常有应用价值的天然高分子材料,当前已成为新材料领域的研究热点.甲壳素/壳聚糖具有良好的可加工性能,可固定贵金属、半导体纳米材料等活性催化物质,同时其本身也具有催化作用,是一类绿色环境友好的高分子催化材料.良好的生物相容性和生物可降解性使甲壳素/壳聚糖...     

高分子药物及载体材料

高分子药物由于具有良好的生物降解性和生物相容性,可以控制药物释放速度,能够降低药物的毒副作用,减少抗药性,提高药物的稳定性和有效利用率,从而引起国内外广泛关注.本文从自身具有药理活性的高分子、高分子载体药物两个方面综述了近年来高分子药物及载体材料的研究进展.按化学结合力不同将高分子载体药物分为高分子前药和高分子络合物药...     

共轭聚合物在生物传感与生物医药领域的研究进展

共扼聚合物(CPs)是一类具有离域π-π共轭骨架的高分子材料,在生物医药领域显示了广阔的应用前景.相比于传统的荧光小分子材料,共轭聚合物由于具有优异的光捕获能力、高的单线态氧产率及良好的生物相容性等优势受到了广泛关注.本文从共轭聚合物的结构设计和性能调控的角度出发,重点总结了本课题组近十年来在共轭聚合物的设计合成及其在...     

小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池研究进展

有机太阳能电池具有低成本、柔性和质量轻等优势,是一种有应用前景的光伏技术,受到人们的广泛关注.有机太阳能电池的光敏活性层通常由p-型有机半导体(包括小分子和高分子)与n-型有机半导体(包括小分子和高分子)共混而成.小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池具有形貌热稳定性优异的特点,值得深入研究.本综述旨在总结小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池的研究进展,分别介绍了基于酰亚胺基、氰基和含硼氮配位键(B←N)的高分子受体的活性层材料体系的发展状况.在器件性能方面,通过分子设计、相分离形貌调控,改善了小分子给体/高分子受体的匹配性,将该类电池的能量转换效率从最初的0.29%提升至目前的9.51%,为性能的进一步提升总结了经验;在稳定性方面,基于该体系形貌热稳定性优异的特点,开发出高温耐受型有机太阳能电池器件.最后,展望了小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池的未来发展方向和前景.     

固定HCG抗体膜的跨膜电位

高分子膜作为一项新兴技术,在很多领域得到日益广泛的应用.近十几年,随着生物工程和生物传感器的迅速发展,高分子生物功能膜的研究倍受重视.高分子生物功能膜是采用固定化技术,将具有分子识别功能的材料(如酶、抗原、抗体等)固定在高分子膜上而制得的.在固定化膜表面发生的生物化学反应,可以引起膜的荷电状态的变化,从而导致跨膜电位的变化。有关固定化膜的报导较多,但主要限于固定化的方法及其应用方面的研究,而有关高分     

纳米铝佐剂吸附HBsAg及其免疫学效应的研究

纳米材料用作疫苗佐剂,已受到极大重视[1～4].Kreuter等[5]于1981年首次将纳米材料应用于疫苗佐剂.但直到20世纪90年代初,纳米生物学领域才有了长足进步[6].铝佐剂包括Al(OH)3和AlPO4两种,而Al(OH)3是目前唯一被FDA认证的人用佐剂.本文自制纳米铝佐剂,通过物理吸附HBsAg,以常规铝佐剂为对照,研究Balb/c小鼠和豚鼠对两种佐剂疫苗的体液免疫应答和细胞免疫应答.1实验部分1.1材料、仪器和实验动物HBsAg纯抗原、OPD、辣根过氧化物酶标记的羊抗Balb/c小鼠IgG、ConA、RPMI1640、小牛血清、3H-TdR、氢氧化铝佐剂商业品(2mg/mL);纳米…     

肿瘤免疫治疗中的生物医用载体

免疫治疗是目前一种新型的肿瘤治疗手段,通过引入并增强功能性的抗原特异性免疫反应,来实现对肿瘤细胞长期持续的免疫记忆、预防和杀伤。与传统化疗相比,肿瘤免疫治疗毒副作用较轻,可获得较好的临床治疗效果。免疫治疗从最初的抗原疫苗类,发展到目前以嵌合抗原受体T淋巴细胞(CAR-T)为代表的过继免疫细胞治疗,治疗效果不断提高。但与此同时,多种免疫治疗手段尚存在一定问题:治疗性蛋白、核酸等自身靶向性差,在体内向靶点呈递过程遇到降解、物理屏障等,及自身免疫原性引起的潜在毒性,均有待进一步完善。将多样化生物医用材料应用于免疫治疗中,即应用载体运输蛋白、核酸有助于解决以上问题。目前,载体在肿瘤免疫治疗中包含以下几个功能:(1)减少治疗性药物如蛋白质和核酸的降解;(2)提高靶向性;(3)协助跨物理屏障;(4)减少全身副作用;(5)实现持续性释放。本文沿肿瘤免疫治疗发展进程,综述多样化的新型生物医用材料载体在肿瘤免疫治疗中的特殊作用和最新进展,并指出其存在的不足和可能面对的挑战。     

用于基因和药物传递的多肽及聚多肽材料

多肽和聚多肽作为一类新型的生物医用材料,由于其具有良好的生物活性、生物可降解性以及生物相容性而备受瞩目.将具有特殊生理功能的多肽作为基因或药物载体、或用于药物修饰等,可以提高基因转染效率,增强药物的靶向治疗效果,降低药物的毒副作用.本文综述了近年来多肽及聚多肽材料在这些生物医学领域的应用及进展,对部分活性肽的作用机制和...     

玉米醇溶蛋白高分子材料的制备与应用进展

作为一种天然高分子,玉米醇溶蛋白(Zein)具有疏水性、可降解性、抗菌性等特点。本文在介绍Zein结构、组成及性质的基础上,首先介绍了Zein的提取与脱色方法;然后,总结了通过小分子与高分子改性制备Zein基高分子材料的方法;最后,综述了基于Zein的高分子材料在食品、生物医药、纤维、粘合剂以及其他行业的应用研究进展。作为一类生物相容与生物可降解的天然高分子材料,Zein基材料在药物载体、食品包装、粘合剂等领域将具有更广泛的发展前景。     

高分子纳微球在工程疫苗中的新应用

随着新发、突发重大传染病以及恶性肿瘤等疾病防控需求的增加,以经验开发为主的传统疫苗体系亟待更新.高分子纳微球因其独特的理化优势,成为生物医药递送领域研究和关注的焦点.但是如何对纳微球体系进行合理化设计和工程化整合是疫苗递送系统开发中遇到的重要挑战.本团队20年来在高分子纳微球制备和应用方面进行了系统性研究,并提出纳微球为"底盘"(Chassis)和亚单位疫苗共组装成先进疫苗的策略,发现和创制了高分子纳微球新功能,阐明了其在细胞/黏膜免疫中的重要作用机理.本专论结合国内外研究现状,围绕上述研究工作,介绍了工程化疫苗底盘按需设计的思路和参考机制,同时也探讨了其在生物医药领域的发展前景.     

基于玉米醇溶蛋白高分子材料的制备与应用进展

作为一种天然高分子,玉米醇溶蛋白(Zein)具有疏水性、可降解性、抗菌性等特点。本文在介绍Zein结构、组成及性质的基础上,首先介绍了Zein的提取与脱色方法;然后,总结了通过小分子与高分子改性制备Zein基高分子材料的方法;最后,综述了基于Zein的高分子材料在食品、生物医药、纤维、粘合剂以及其他行业的应用研究进展。作为一类生物相容与生物可降解的天然高分子材料,Zein基材料在药物载体、食品包装、粘合剂等领域将具有更广泛的发展前景。     

高分子前药研究进展

高分子前药可以控制药物释放速度,降低小分子药物的毒副作用,减少抗药性,增强抗肿瘤药物的靶向性和选择性,提高多肽、蛋白质和核酸类药物的稳定性和有效利用率,引起国内外广泛关注.本文综述了近年来高分子药物的研究进展,主要从高分子载体材料的选择与改性对载药量、生物相容性和肾排泄的影响,以及化学合成过程中载体和药物末端的修饰、空...     

基于“点击反应”的官能化环酯单体的合成及聚酯性能研究进展

聚酯高分子材料在医药生物材料领域有很广泛的应用,尤其是可作为药物缓释材料应用在人体当中。作为药物缓释材料的聚酯,需要具有较多的修饰位点,便于药物分子或其它小分子的键合。为了能够简便地、高效地将小分子键合到聚酯链上,可采用目前热门的"点击反应"进行小分子键合,这就需要将涉及"点击反应"的官能团引入到聚酯链上。由于采用合成聚酯的方法多为开环聚合反应,就需制备出双键和叁键官能化环酯类单体,便于以开环聚合方法制备官能化聚酯。本文综述了近年来基于"点击反应"而合成的官能化环酯类单体,将酯类单体分为三类进行了合成方法的详细介绍,重点归纳了所得到的官能化聚酯的聚合结果及其所键合的分子,阐述了官能化聚酯所具有的新性质,最后对这类聚酯材料的应用前景做了展望。     

“活性”/可控自由基聚合反应制备聚合物-蛋白质/多肽生物结合物

将蛋白质或多肽连接到高分子链上,能够改善蛋白质/多肽的稳定性、生物相溶性和溶解性而赋予其优异的应用性能,所得聚合物-蛋白质/多肽生物结合物已经被广泛应用于药物载体、生物材料、纳米材料等领域。本文介绍借助"活性"/可控自由基聚合反应制备新型功能高分子材料的原理与方法,以及其合成聚合物-蛋白质/多肽生物结合物的国内外研究进展。