抗蛋白质非特异性吸附材料及其在生物医学领域中的应用

生物材料是用于人体组织和器官的诊断、修复或增进其功能的一类高技术材料,但由于蛋白质非特异性吸附现象的普遍存在,对这些材料造成污染,有时甚至危及生命安全。因此,研究具有抗蛋白质非特异性吸附性能的材料已成为生物医用材料领域的研究热点。本文首先介绍了蛋白质的吸附过程及材料抗蛋白质吸附的机理,重点综述了生物医学领域中广受关注的抗蛋白质吸附材料及其在生物医学领域中的应用,并对未来的发展趋势做了展望。     

光固化生物3D打印研究进展及其在生物医药领域的应用

生物3D打印是一种利用活细胞、生物分子和生物材料打印生物医学结构的增材制造方法.光固化生物3D打印利用光对生物墨水进行时空控制实现3D结构的精确构筑,具有高效、副产物少的特点,被广泛用于组织工程和再生医学领域.本文对光固化反应的化学原理、常用于光固化生物3D打印的天然、合成生物材料和光固化生物3D打印的工艺、前沿方法进行了总结,并介绍了各工艺在生物医药领域的相关应用,最后展望了光固化生物3D打印面临的问题和未来的发展方向.     

“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。     

聚肽的结构性能及其在生物材料领域的应用

聚肽是一类由氨基酸及其衍生物通过聚合反应形成的聚合物，具有和蛋白质类似的二级结构。由于其独特的结构和性能，近年来在蛋白质结构模拟、分子链构象研究、生物医学等领域被广泛地加以研究。本文着重介绍了聚肽的合成、分子链构象、相行为、自组装行为以及在药物缓释等领域的研究和应用状况，并对聚肽在组织工程领域的应用前景进行了展望，为聚肽在生物材料领域的应用提供参考。     

拓扑蛋白质的设计与合成

拓扑蛋白质是一类具有复杂拓扑结构的非线性蛋白质,为抗体工程、工程酶、生物材料等领域提供了崭新的研究对象,具有重要的基础科学意义和应用价值.本专论从拓扑高分子合成的重大挑战出发,总结了天然拓扑蛋白质的合成策略,详细阐述了如何灵活应用组装和反应协同构建人工拓扑蛋白质,讨论了拓扑蛋白质的表征方法,并提出了该领域进一步发展所面临的挑战和机遇.     

电活性导电聚合物在生物医学中的应用

以聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺为代表的电活性导电聚合物(electroactive conducting polymers,ECP)已成为生物材料、组织工程及临床医学领域关注的焦点.目前研究主要集中在生物相容性、细胞及组织工程、蛋白质分离、DNA吸附修复、可控药物释放、生物传感器、神经探针等方面.ECP在神经细胞、脑细胞、心肌干细胞再生和功能调节,定向诱导组织器官的再生修复方面具有潜在的应用前景.本文主要综述了聚吡咯(PPy)和聚苯胺(PANi)在生物医学领域的研究进展,和电刺激对细胞生长和干细胞分化的影响,并建议了一些前景可观的相关研究方向.     

生物可降解及生物材料的电场纺丝及应用

电场纺丝是制备生物可降解及生物材料纳米纤维非织造布的简单工艺,由于纳米纤维具有较大的比表面积,具有多孔结构,使其在生物医学领域,如：组织工程、药物缓释及医用纱布等领域有潜在的应用前景。本文综述了生物降解材料及生物材料的电场纺丝及其应用。     

有机硅弹性体表面生物相容性的研究进展

生物材料表面的生物相容性一直是生物材料研究领域倍受关注的问题.本文综述了对有机硅弹性体进行改性以提高其表面生物相容性的研究进展,介绍了各种常用的化学改性方法如本体接枝、等离子体处理、光化学诱导接枝、臭氧活化接枝以及硅氢加成反应、原子转移自由基聚合反应在有机硅弹性体表面改性中的应用.对改性后的有机硅弹性体表面抗非特异性蛋白质和血小板的能力等方面进行了评述,并进一步分析了有机硅弹性体表面化学改性的发展趋势和研究重点.     

蛋白质的天然构象与高分子生物材料的生物相容性

在论述天然象是蛋白质生物功能之根本、肽链－侧基协同作用是蛋白质构建天然构象和完成生物功能的动力所在，以及高分子生物材料吸附对蛋白质天然构象影响等的基础上，进一步阐述生物材料生物相容性与蛋白质构象的关系。结论是，设计与建立能够维持蛋白质等天然构象的表面分子结构是提高高分子生物材料相容性的一个基本方向。     

石墨烯的生物医用研究进展

石墨烯及其衍生物在生物医学领域的应用愈来愈受到人们的关注,其研究领域已经涉及到生物传感、疾病诊断、药物和基因载体、抗菌和抗病毒、生物成像以及肿瘤的光热和光动力治疗、组织工程等。研究的热点也多集中在石墨烯的生物安全性和生物降解性及其衍生物的合成与制备,但至今仍有一些问题尚未解决。本文主要是介绍近几年有关石墨烯生物相容性及其在生物医学领域的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

壳聚糖基聚电解质复合物在生物医学领域的应用

近年来,国内外对壳聚糖在生物医学领域的应用研究十分活跃。壳聚糖在低pH时带正电荷,在溶液中可与带负电荷的聚离子形成聚电解质复合物。壳聚糖基聚电解质复合物除了具有壳聚糖的生物相容性,还表现出良好的物理化学性质,在药物控制释放体系、蛋白质分离、生物酶以及细胞固定化等领域具有广泛应用。本文重点介绍壳聚糖与几种天然的或合成的聚阴离子形成的聚电解质复合物及其在生物医学领域的应用。     

沸石与蛋白质的相互作用及生物医用功能

沸石由于其低毒性和良好的生物相容性, 被认为是可用于医疗的新型生物材料. 本文综述了沸石与蛋白质的相互作用, 沸石以其离子交换、 表面性质以及可控孔道结构与蛋白质发生特异性结合或反应, 从而影响蛋白质的性能和行为; 重点讨论了其在生物医用领域的应用, 主要包括抗微生物材料和紧急止血材料两大应用; 分析了其在医学领域的独特优势, 特别是在止血应用领域; 最后对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结与展望.     

壳聚糖基生物医用材料及其应用研究进展

壳聚糖是一种极具发展潜力的天然生物材料,其在生物医学领域的研究和应用越来越受到重视。阐述了壳聚糖及其衍生物作为生物医用材料的特性,介绍了壳聚糖基生物医用材料的应用现状和发展趋势。     

角蛋白生物医学应用研究进展

角蛋白是一种结构稳定，生物相容性良好的可再生资源，由于其良好的生物相容性、自然丰度和独特的分子结构而被广泛应用于生物医学领域。本文首先介绍了角蛋白的结构特点和提取方法，重点阐述人发角蛋白材料在药物缓释、伤口修复、组织工程等领域的应用。最后，对角蛋白生物材料的未来发展趋势进行了展望。     

聚噻吩及其衍生物在生物医学领域的应用

做为导电聚合物(CPs)中的重要一类,聚噻吩及其衍生物在电学和光学上显示出了同金属和无机半导体相似的性质.同时也显示出了不同于一般聚合物的特殊性质,如合成和处理容易等.本综述概述了近二十年来聚噻吩及其衍生物的研究进展,包括聚噻吩及其衍生物的合成、性质,以及其在生物医学领域,包括在神经探针和生物传感器中的应用.其中,对聚噻吩在神经探针方面的应用做了重点阐述.本文还对今后聚噻吩及其衍生物在生物医学领域的研究提出了一些具有挑战性的问题.     

病毒模板合成的金属纳米材料及应用

金属纳米材料具有界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异的性能及广泛的应用前景,在目前的研究中备受关注。常用于合成纳米材料的生物模板包括DNA、蛋白质、细菌、真菌、病毒等。而以病毒模板合成的金属纳米材料具有良好的稳定性、分散性及生物相容性,其在催化、光学、电学、磁学、化学。超导等领域有优异的表现。首次利用病毒模板合成金属纳米材料以来,经历了二十年发展历程,合成和分析技术日趋成熟,现由体外应用转向活体靶向成像及诊疗一体化方向发展。本文综述了各类病毒模板合成金属纳米材料合成位置(病毒腔内、外)、合成原理、合成方法、合成影响因素、材料表征,及合成材料在纳米催化、纳米电池、生物医学及医学影像学等领域应用的最新进展,在此基础上展望了研究中尚待解决的问题和未来研究方向。     

3D打印海藻酸钠基功能材料的研究进展

海藻酸钠优良的生物相容性和生物可降解性赋予其在生物医药领域广阔的应用前景,如何实现利用海藻酸钠制造生物医用材料、组织、器官成为推动其优良性能在生物医学上应用的重要挑战之一.3D打印技术拥有对结构的可控设计和材料的高利用率的优点,在生物材料的个性化定制加工方面具有独特的优势.本文介绍了海藻酸钠的性质特点,并综述了3D打印...     

生物介质萃取技术研究进展

生物介质萃取技术,即以生物(或仿生)材料如细胞、细菌和蛋白质等为萃取吸附固定相的样品制备技术。近年来该技术在多个领域得到了较为广泛的应用,例如利用生物材料对金属的吸附性质用于分析环境样品中微量金属元素;利用生物材料(免疫蛋白)的抗原–抗体结合性质用于食品和药品中毒素的检测等。主要针对近年来生物材料作为样品预处理介质用于微量重金属离子富集及霉菌毒素纯化富集两个方面的应用进行概述,为生物介质萃取技术的进一步推广应用提供参考。     

生物医用蓖麻油基聚氨酯及其接枝改性的研究进展

蓖麻油是价格低廉的可再生资源,含有大量的羟基,可代替聚酯(醚),合成出蓖麻油基聚氨酯,在生物医学领域有着广阔的发展空间。本文阐述了聚氨酯合成方法,分析了结构特性,并对其蓖麻油基聚氨酯接枝改性进行了较详细的探讨。报道了蓖麻油基聚氨酯接枝改性后的生物医用发展趋势。随着组织修复材料的发展,以天然生物质为原料而制备的该种复合生物材料是有广阔的发展前景。     

纳米材料-蛋白质界面相互作用的分子机制

纳米材料由于其优异的性能在化工、电子、机械、环境、能源、航天等各个领域已经得到了广泛的应用,并且在生物医学方面的应用越来越受到重视。纳米材料-蛋白质界面相互作用是纳米生物医学领域重要的科学问题,对于纳米材料的生物医学应用以及生物安全性评价至关重要。蛋白质分子与纳米材料在界面的相互作用,一方面可以诱导蛋白质的构象、组装结构甚至功能的改变,另一方面可以引起纳米材料的表面亲疏水性、电荷性质等表面物理化学性质的改变。基于蛋白质与纳米材料相互作用检测技术及结果,本文从分子水平阐述了纳米材料与蛋白质分子在界面之间的相互作用机理及相应的结构与性质的变化,从而可以深化对两者之间复杂的相互作用机制的理解,对于推进纳米材料在生物医学的应用及健康、安全、持续发展具有重要意义。