丝素蛋白3D打印在生物医学领域中的应用

增材制造,也称为三维(3D)打印,正推动制造、工程、医学等领域的全面创新升级。3D打印技术由于能够个性化定制生物的复杂3D微结构,构建仿生的功能化活组织或人工器官,近十年来在生物医学领域中取得了长足的发展。丝素蛋白(SF)是一种来源丰富、生物可降解、力学性能优良、细胞相容性极佳的天然有机高分子,为3D打印墨水的设计提供了一种有前景的选择。然而,作为结构蛋白,单一组分的SF具有的生理功能有限,且其经过打印后的稳定性较差,限制了SF在3D打印以及生物医药领域中的进一步发展。为此,研究人员通过化学改性技术和先进3D打印技术相结合,使得改性后的SF能够更适用于3D打印,并发展成为一种具有应用价值的生物材料。本文综述了SF的结构特征、SF的化学修饰策略、打印墨水的制备策略以及3D打印SF材料在生物医学领域的最新应用进展,并展望了3D打印SF生物材料的未来发展趋势,为其在更广阔领域的应用提供一定的借鉴。     

Synthesis and characterization of amphiphilic antibacterial copolymers

Macromolecule antimicrobials have been explored in foundational research and practical application due to their potential merit for reducing the residual toxicity, increasing their efficiency, selectivity, and prolonging the lifetime of the antimicrobial material. In this work, the quaternized poly(styrene)‐b‐poly(DMAEMA) diblock polymers are synthesized by reversible addition‐fragmentation chain transfer polymerization (RAFT). The minimum inhibitory concentration (MIC) evaluation and optical density (OD) method demonstrated that the amphiphilic antibacterial biomaterials have exceptional antibacterial properties. The amphiphilic polycation has an admirable antibacterial property, and these quaternized diblocks are potent biocides and nonhemolytic. The relationship between the structure and activity is discussed with respect to molecular weight of the diblocks and bacteria structural dependence. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Multicomponent supramolecular thermoplastic elastomer with peptide‐modified nanofibers

Bioactive nanofibers present a promising synthetic niche for in vivo applications due to their morphological and functional resemblance to the extracellular matrix. Potentially interesting nanofibers are constructed from the hard‐segment regimes in well‐defined thermoplastic elastomers (TPEs). The supramolecular interactions between these hard segments cause physical crosslinking by the formation of nanofibers and provide excellent mechanical properties. Here, we make use of a new class of biocompatible supramolecular TPEs, in which both the formation of the main chain and the hard block is based on multiple hydrogen‐bonding interactions. A self‐assembly process is explored to arrive at well‐defined peptide‐modified nanofibers embedded in a biocompatible soft matrix. Crucial for the success in the synthetic design is the use of an exact match between the molecular recognition units of the peptide and the supramolecular unit that takes care of forming the supramolecular nanofibers of the TPE. Evidence for the strong anchoring of the modified peptides in the hard‐segment nanofibers of the supramolecular TPE is provided by simple extraction experiments. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem, 2011     

反相微乳液法合成超细磷酸镁铵

利用反相微乳液法制备磷酸镁铵(MAP),并使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)及热分析仪(TG-DSC)对其进行表征.结果表明,反相微乳液法制备出的MAP分布更窄,尺寸更小;不同方法得到了晶型不同的MAP;其中十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂制备出的MAP粒径分布最窄;采用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂制备出的MAP粒径最小,热稳定性最好.     

胰岛封装技术及其在胰岛移植中的应用

随着全球糖尿病患者人数逐年增长,临床上亟需一种行之有效的糖尿病治疗方案。胰岛移植可通过植入具有正常功能的胰岛以替代患者体内功能受损的胰岛,从而维持正常血糖水平,有望发展为理想的糖尿病治疗方法。然而,胰岛供体资源短缺,且移植后长期服用免疫抑制剂不仅产生诸多不良反应甚至会有致癌风险。以上瓶颈极大限制了胰岛移植的临床应用。采用天然高分子、合成高分子、无机化合物等生物材料对胰岛进行封装,营造免疫隔离微环境,避免宿主免疫细胞与植入胰岛直接接触,可有效抑制免疫排斥反应。免疫隔离的同时,胰岛的封装不影响胰岛素、葡萄糖、氧气等胰岛必需或输出关键分子的交换,同时确保移植胰岛的正常生理活性及精准控制血糖水平的能力。本文综述了胰岛封装的研究现状,常用材料及设计策略,并初步展望其应用前景。     

直链淀粉交联氨基酸酯取代聚膦腈杂化材料的制备

利用直链淀粉与甘/丙氨酸乙酯共取代聚膦腈交联, 制得了一种具有网络结构的新型杂化材料. 实验结果表明, 淀粉衍生物上的羟基转变为醇钠后, 可与聚膦腈分子链上的P-Cl键发生亲核取代反应; 所得聚合物膜无明显相分离, 力学性能优于具有相似组成的直链淀粉/聚膦腈共混膜, 表面亲水性和吸水率与对应的共混膜接近, 且均高于纯聚膦腈膜. 因此, 该聚合物可作为杂化生物材料用于药物控制释放和组织工程方面的研究.     

硅藻土辅助制备有序介孔碳及其电催化性能

以共聚物F127 为软模板, 酚醛树脂为碳源, 引入硅藻土充当暂态支架, 在不同硅藻土与酚醛树脂质量比下, 用蒸发自组装法合成有序介孔碳材料. 利用XRD, TEM, N₂ 吸附-脱附对其结构进行表征, 结果显示, 与单一软模板相比,在硅藻土辅助下获得的介孔碳材料不仅具有高度有序的孔道, 还具有更大的比表面积(717～773 m²·g^-1)和孔径(3.9～11.3 nm). 依据原料比例与介孔碳结构两者间的变化规律, 初步探讨了硅藻土在制备中所起的辅助作用. 采用微波多元醇还原法制备介孔碳载Pt 电催化剂, 在甲醇溶液中进行循环伏安测试, 发现比表面积的增大有利于碳材料的电催化性能提高, 当硅藻土与酚醛树脂的比例为0.5 时, 制备出的有序介孔碳比表面积最大, 载Pt 后呈现的正向氧化峰电流也最大.     

不饱和聚磷酸酯的合成及释药性能

不饱和聚磷酸酯的合成及释药性能;不饱和聚磷酸酯(UPPE);富马酸二（丙二醇）酯;生物材料;药物缓释;环丙沙星     

环境响应性多肽自组装研究进展

分子自组装广泛存在于自然界中,参与生物体的各项生命活动,从而确保生物体相关生理功能的实现和生化反应的有序进行.多肽自组装作为分子自组装的重要组成部分,其良好的生物相容性为构建具有重要应用价值的生物医用材料提供了新的思路.本文总结了多肽自组装过程中主要的驱动作用力;简述了多肽自组装形成的主要结构;详细介绍了自组装过程中环境变化,包括pH、温度、离子强度、特殊离子、氧化还原态以及光照等,对于环境响应性多肽自组装结构和性质的影响;并且阐述了多肽自组装生物材料的应用方向和前景,希望为该领域的进一步研究提供参考.