抗凝血高分子生物材料的表面设计

生物材料,尤其是血液接触材料,满足抗凝血性能是临床应用的首要前提。采用表面改性策略来提高材料表面的抗凝血性能,简单易行。表面改性主要包括表面设计和方法设计两个方面。本文对抗凝血性高分子生物材料的表面设计各类方法进行了综述,其中包括材料表面的微相分离结构、材料的负电荷表面设计、材料的亲(疏)水性表面设计、材料的生物活性化表面设计和材料的内皮细胞化表面设计等等,并重点阐述了两性离子的抗凝血表面设计。     

肝素杂化材料的制备及抗凝血性质的初步研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)中的-NCO基与纳米金属氧化物表面的羟基发生反应,得到改性纳米金属氧化物,并使其与肝素钠(Heparin)进行接枝反应生成肝素杂化材料,结合红外、热重、扫描电镜(SEM)等表征方法,确定纳米金属氧化物确实接枝到了肝素钠的表面。通过对体外凝血时间和复钙时间的测定,来初步研究肝素杂化材料的抗凝血性质。结果表明：肝素杂化材料的抗凝血时间和复钙时间均比肝素钠的要短,表明它的抗凝血性比肝素钠的抗凝血性要弱一些;但比纳米金属氧化物和空白组的抗凝血时间和复钙时间要长,说明肝素杂化材料的抗凝血性与其相比则有明显的提高。     

聚砜共价键合磷铵两性离子的结构修饰及其血液相容性的研究

利用形成碳-氧键将磷铵两性离子(1)共价键合到聚砜(PSF)材料表面,改善其抗凝血性能.首先对聚砜(PSF)进行氯甲基化反应,生成苄氯结构,然后通过自合成两性离子化合物1中的—OH与氯甲基化聚砜的—CH2Cl反应形成醚键,将两性离子结构接枝在PSF上.用ATR-FTIR、EA和1H-NMR表征了产物结构,并通过水接触角、溶血实验和血小板黏附实验对结构修饰前后材料的亲水性和抗凝血性能进行了比较.改性PSF材料的表面亲水性提高,几种改性PSF材料的溶血率均低于5%,PSF-18.1%1材料的表面几乎没有血小板黏附.结果表明,磷铵两性离子结构修饰的聚砜材料可以显著提高其血液相容性,在血液相容性材料等领域具有潜在的应用价值.     

仿细胞外层膜结构修饰交联壳聚糖的研究

采用溶液自由基聚合,合成甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅(TSMA)二元共聚物(PMT82),将其涂覆在戊二醛交联壳聚糖(CS-GA)表面,通过三乙胺蒸汽催化处理获得具有仿细胞外层膜结构(CS-GA-PMT82b)的表面.用动态接触角(DCA)、X-射线光电子能谱(XPS)对改性后交联壳聚糖表面的亲疏水性、元素组成等进行表征,并通过血小板黏附实验对其抗凝血性进行评价.研究结果表明,这种利用涂覆催化交联的方式将含有三甲氧基硅可交联基团的磷酰胆碱聚合物交联固定在壳聚糖表面,获得了较为稳定的仿细胞外层膜结构的CS-GA-PMT82b涂层表面.与壳聚糖相比,改性后壳聚糖的血小板黏附显著减少,抗凝血性能显著提高.这种改善材料的方式有望成为生物医用材料表面改性领域的有效的新手段.     

聚氯乙烯表面共价键合肝素及抗凝血性的研究

采用Ar等离子体引发聚乙二醇(PEG)在聚氯乙烯(PVC)表面固定化,进一步对固定PEG后的PVC进行肝素化处理,以改善PVC材料的抗凝血性能。探讨了PEG浓度对Ar等离子体固定化反应效果的影响。通过X射线光电子能谱(XPS)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)和接触角测定研究了固定PEG前后PVC的表面性能和表面形貌的变化。XPS分析证实肝素已成功地共价键合于PVC表面。采用体外凝血时间测定和血小板粘附实验对材料的抗凝血性能进行评价,结果表明,被修饰PVC材料的抗凝血性能显著提高。     

纳米Eu2O3/硫酸酯化壳聚糖杂化材料的制备及其抗凝血性能研究

利用表面接枝的方法制备了纳米Eu2 O3/硫酸酯化壳聚糖杂化材料,并用IR,TG和SEM等方法对产物进行了表征,结果表明硫酸酯化壳聚糖接枝在了经过活化后的纳米氧化物表面,细胞毒性实验证明材料具有较低的细胞毒性和较好的细胞相容性.抗凝血实验说明材料具有良好的抗凝血性能.表面接枝方法提高了壳聚糖类化合物的抗凝作用,弥补了比...     

我国聚酯纤维改性的技术进展

综述了我国近十年来聚酯纤维改性技术的进展,主要是(1)染色改性:分散染料常压可染(EDDP),阳离子染料可染(CDP)(2)收缩改性(3)吸湿排汗改性(4)功能改性:导电,抗静电,阻燃,抗紫外,远红外,抗菌,负离子,磁性,抗凝血,芳香和消臭.     

聚苯乙烯共价键合磷铵两性离子的结构修饰及血液相容性

利用形成碳-氧键将磷铵两性离子(1)共价键合到聚苯乙烯(PS)材料表面, 改善其抗凝血性能. 首先对PS进行氯甲基化反应, 生成苄氯结构, 然后通过自合成化合物1中的-OH与氯甲基化聚苯乙烯的-CH₂Cl反应形成醚键, 将两性离子接枝在PS上. 表征了产物结构, 并通过水接触角和血小板黏附实验对结构修饰前后材料的亲水性和抗凝血性能进行了比较. 结果表明, 磷铵两性离子结构修饰的聚苯乙烯材料可以有效地提高其血液相容性.     

纳米纤维素的改性及其吸附重金属离子的应用研究

纳米纤维素材料(cellulose nanomaterials,CNs)作为一种可再生材料,具有比表面积大、高结晶度、高强度、高杨氏模量、高表面活性、化学性质稳定等优异性能。纤维素作为天然高分子材料,在清除水体重金属离子中具有较好的应用的价值,因此本文对纤维素的改性及其吸附重金属的应用进行了综述。首先简要地介绍了纳米纤维素的结构与命名方法;其次,对纳米纤维素的改性(即小分子改性与高分子改性)进行了详细的介绍,并重点阐述了改性纳米纤维素基材以粉末、凝胶(包括水凝胶与气凝胶)两种不同的形态通过吸附清除水体重金属离子的应用研究。最后,对改性纳米纤维素基水吸附材料存在的优缺点进行了探讨,并指出了该材料在生产和应用过程中还需解决的问题。     

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...     

溶胶-凝胶法制备纳米WO3气致变色材料

本文主要阐述了纳米WO₃气致变色材料的溶胶-凝胶制备方法、气致变色机理及其应用的研究新进展,重点评述了溶胶-凝胶法中各种制备条件诸如掺杂、模板剂、溶剂、热处理温度等对这种材料的结构和性能的影响,最后展望了纳米WO₃气致变色材料的研究和应用前景。我们认为,在未来的溶胶-凝胶法制备纳米WO₃气致变色材料领域,如何进行最优化的掺杂设计和选择高效模板剂、如何降低气体检测温度、以及气致变色机理等将是该项研究的重点。     

大豆蛋白的中红外和近红外光谱研究*

大豆蛋白在各领域的应用已得到广泛的关注,因此大豆蛋白及其改性材料在结构性能方面的研究显得越来越重要。中红外光谱(mid-infrared spectroscopy,MIR)和近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIR)正是对蛋白质进行定性定量分析的有力手段。中红外光谱可以有效地分析大豆蛋白在溶液和薄膜中的二级结构以及大豆衍生材料内蛋白质的结构变化情况。近红外光谱则在蛋白质定量分析方面有着独特的优势。本文介绍了运用这两种光谱技术进行研究的一些工作,这些实例表明了中红外和近红外光谱在大豆蛋白研究领域的重要应用价值。     

可吸收引导组织再生膜*

引导组织再生膜（guided tissue regeneration membrane, GTRM）由于能使组织修复再生能力得到最大程度的发挥而广泛应用于各种软硬组织的修复与再生研究及临床医学中。GTRM分为不可吸收与可吸收GTRM,与不可吸收GTRM相比,由于可吸收GTRM越来越多的优点而备受关注。本文阐述了几种常见的可吸收GTRM材料（以胶原为代表的天然生物材料,以聚酯为代表的合成高分子材料和以羟基磷灰石为代表的可降解无机物材料）及其可吸收GTRM在骨缺损、创伤敷料以及防黏连等领域中的主要应用进展,重点综述了可吸收GTRM的主要制备方法--静电纺丝、溶剂浇铸、相转化及其优缺点。     

硝基四唑及其高氮化合物*

硝基四唑及其高氮化合物是指分子中含有5-硝基四唑结构的一类高氮化合物,优越的性能和突出的特点使其成为含能材料领域的研究热点之一,在起爆药、推进剂及其燃速催化剂、高能炸药、气体发生剂等领域有着广泛的应用前景。本文对硝基四唑的结构与热分解机理进行了分析介绍;全面系统地综述评价了硝基四唑及其盐类和配合物类衍生物的合成、性能表征与应用前景。根据其成盐阳离子的不同,硝基四唑盐类主要包括碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐、胺盐和高氮杂环阳离子盐。根据配位方式的不同,其配合物可分为配阴离子型和配阳离子型。在此基础上,对硝基四唑及其高氮化合物的未来发展及应用提出了展望。     

聚合物互通多孔材料的乳液模板法制备及其功能化研究*

本文对近年来利用乳液模板制备聚合物互通多孔材料的研究进行了综述,主要介绍以高内相乳液模板制备互通多孔聚合物整体柱和利用双重乳液 (或称多重乳液) 制备多孔或多空聚合物微球的进展;分析目前多孔聚合物材料研究中存在的问题及其研究动态;讨论合成多孔聚合物材料的性能缺陷及其表面功能化改性的相关研究;并对聚合物互通多孔材料潜在的应用和研究前景进行了展望。     

Engineering and characterization of interphases for lithium metal anodes

Lithium metal is a very promising anode material for achieving high energy density for next generation battery systems due to its low redox potential and high theoretical specific capacity of 3860 mA h g⁻¹. However, dendrite formation and low coulombic efficiency during cycling greatly hindered its practical applications. The formation of a stable solid electrolyte interphase (SEI) on the lithium metal anode (LMA) holds the key to resolving these problems. A lot of techniques such as electrolyte modification, electrolyte additive introduction, and artificial SEI layer coating have been developed to form a stable SEI with capability to facilitate fast Li⁺ transportation and to suppress Li dendrite formation and undesired side reactions. It is well accepted that the chemical and physical properties of the SEI on the LMA are closely related to the kinetics of Li⁺ transport across the electrolyte–electrode interface and Li deposition behavior, which in turn affect the overall performance of the cell. Unfortunately, the chemical and structural complexity of the SEI makes it the least understood component of the battery cell. Recently various advanced in situ and ex situ characterization techniques have been developed to study the SEI and the results are quite interesting. Therefore, an overview about these new findings and development of SEI engineering and characterization is quite valuable to the battery research community. In this perspective, different strategies of SEI engineering are summarized, including electrolyte modification, electrolyte additive application, and artificial SEI construction. In addition, various advanced characterization techniques for investigating the SEI formation mechanism are discussed, including in situ visualization of the lithium deposition behavior, the quantification of inactive lithium, and using X-rays, neutrons and electrons as probing beams for both imaging and spectroscopy techniques with typical examples.

Different strategies of SEI engineering such as modification, additive application, and artificial SEI for electrolyte are summarized. Characterization techniques for SEI studies using X-ray, neutron, and electron as probing beams are discussed.     

高分子电致发光材料结构设计方法概述*

高分子发光二极管（PLED）因其巨大的科学和商业价值而得到了广泛关注,近年来各种新材料的不断开发和深入研究使PLED器件日益走向实用化。高分子电致发光材料的结构设计是新材料开发的灵魂,本文结合我们的工作概述了高分子发光材料结构设计的基本原理和设计要点,详细介绍了单分子结构设计方法及其相关的基本思路和理论,分析了聚集态结构对材料及其器件性能的影响,概括了聚集态结构设计的一些基本方法。最后提出了高分子发光材料结构设计的一般性思路,并展望了其研究和发展方向。     

多孔材料负载金催化剂的制备与应用*

本文综述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂的制备、表征与应用研究的最新进展,从多孔载体的选择（氧化物、微孔分子筛、介孔氧化物、介孔分子筛和介孔碳材料）、金的最新负载方法（沉积-沉淀法、溶胶-凝胶法、原位法/一步法和化学气相沉积法）与表征及其催化性能（一氧化碳低温氧化、氢气/氧气直接合成过氧化氢、直接合成环氧丙烷和有机物的选择性氧化）等方面详尽地评述了微孔材料和介孔材料负载型金催化剂研究概况。同时,提出了多孔材料负载金催化剂存在的一些问题,并展望了其研究和发展的方向。     

壁虎的动态吸附与壁虎纳米材料仿生学

以壁虎为代表的一类脚底板具有超细绒毛结构的动物具备极强的吸附和脱附能力。这种独特的能力引起科学家的极大关注并逐渐成为研究的热点。与一般的粘附材料（比如胶水）产生的吸附力不同的是,这种吸附力可以在需要时产生或消失（动态吸附）。模拟这种结构的纳米材料具有极高的实用价值。本文以壁虎为例,从化学、物理学、生物学、机械工程学及材料学的角度全方位系统地介绍了壁虎动态吸附理论和基于这种理论在仿生方面研究的最新进展,最终提出本领域研究工作的展望。     

Polymers for medical uses

An increasing demand for biomaterials corresponds to the deficiency in the knowledge on biocompatibility. To increase this knowledge the modification of polymer surfaces, their characterization, and the investigation of the response of the biosystem is considered to be a suitable approach. Surface modification may be performed in the wet-chemical way (heterogeneous reaction) or by means of treatment with a suitable plasma (glow discharge). Surface sensitive methods such as X-ray photoelectron spectroscopy, infrared spectroscopy in the attenuated total reflexion mode as well as surface energy measurements are useful for surface characterization. To determine the bioresponse to the polymer surface, enzyme-linked immunosorbent assays, cell growth and full blood tests may be used. In the present paper several systems are described with respect to their surface modification, characterization, and bioresponse. It is shown that the protein adsorption is triggered by the surface, that SO₂ plasma treatment enhances cell growth and that there seems to be a biocompatibility window for a surface characterized by a ξ-potential between −4 and −8 mV and a ratio of dispersive to polar contributions of surface energy around 12. It is stressed, however, that the final solution for a biomaterial is a material which, in the course of degradation, constantly presents a new biocompatible surface.