胶原基生物材料制备与应用研究进展

胶原因具有良好的亲水性、柔韧性和趋化性、生物相容性、生物降解性，被认为是改善组织再生最重要的生物材料之一，并广泛应用于食品、化妆品以及再生医学领域。但是，在提取过程中，胶原的结构和自然交联键会遭到破坏，导致其机械强度、热稳定性和抗酶解能力都低于自然状态。受到天然胶原在组织重塑和修复过程中自然交联的启发，研究人员通过引入外源性交联（化学、物理和生物）来优化胶原基材料的机械强度和稳定性。目前，外源性化学、物理或生物交联已被用于修饰胶原的分子结构，通过这些方法制备的胶原基支架材料的刚度、抗张强度和压缩模量都明显提高，但是材料的延展性降低。这些方法主要是通过限制胶原三螺旋结构分子间α链的自由度，防止胶原微纤维排列的破坏，从而提高胶原的热稳定性和机械强度。另外，通过分子间交联掩盖胶原的酶切割位点，能够提高胶原对酶促降解的抵抗力。但是这些方法仍然有一些缺陷，如存在细胞毒性和降低胶原的活性等。研究者们制备了不同物理结构的胶原基材料（脱细胞基质、海绵、水凝胶、自组装纤维、膜、管和多孔球等），以更好地促进不同组织或器官的再生。因此，了解胶原基材料的交联方法和制备技术进展，对开发新型的胶原基生物支架材料至...     

双醛羧甲基纤维素-胶原复合止血材料的研制

以羧甲基纤维素钠(CMC)和胶原(Col)为原料,通过选择性氧化制得双醛羧甲基纤维素钠(DCMC),并对胶原进行交联改性,制得一种新型胶原止血海绵DCMC-Col。运用红外光谱、圆二色谱、差示扫描量热仪、原子力显微镜、扫描电镜对改性后的DCMC-Col复合海绵进行检测。结果表明,改性后胶原的热稳定性得到明显提升,且胶原三股螺旋结构不会遭到破坏。全凝血时间检测表明,当DCMC用量为15%时,海绵的止血性能最优。吸水率、溶血率和MTT实验结果表明,DCMC-Col复合海绵的各项指标均满足止血材料的要求,且细胞相容性良好。因此,DCMC-Col复合海绵是一种具有潜在医学应用价值的新型止血材料。     

常见哺乳动物源胶原蛋白的提取及其性能表征

为了评价不同哺乳动物源胶原蛋白理化性能和生物学性能,采用酶法提取从常见哺乳动物猪、鼠、牛中提取胶原蛋白,并对其提取的胶原蛋白氨基酸组成、理化性能和生物相容性进行评价。结果表明,不同来源胶原蛋白氨基酸组成及含量不同;FT-IR图谱显示所提取3种胶原蛋白都较好地维持其三螺旋结构;TG结果表明3种胶原蛋白具有较为相似的热行为,其中猪皮胶原(pig skin collagen,PS-col)对热降解具有更高的稳定性;SEM照片显示鼠尾胶原膜(rat tail collagen,RT-col)具有微粗糙结构表面,猪皮胶原膜表面较为光滑,牛跟腱胶原膜(bovine tendon collagen,BT-col)适中;AFM观察到3种胶原蛋白都呈现胶原纤维束状结构,但不同来源胶原蛋白形成胶原纤维存在差异性;力学性能测试表明牛跟腱胶原能够较好抵抗外界作用力且材料柔性好,猪皮胶原杨氏模量最大,较其它二者不易发生形变,鼠尾胶原力学性能介于二者之间。体外细胞实验结果表明,3种胶原蛋白都具有良好的生物相容性。为优选以胶原基为生物材料满足不同需求匹配提供更多参考。     

石墨烯及其衍生物掺配水泥基材料研究进展

石墨烯及其衍生物因其独特的结构及优异的性能在改善基水泥材料的抗拉强度、韧性、耐久性及赋予水泥基材料功能性等方面表现出良好的应用前景.本文简述了石墨烯、氧化石墨烯(GO)的结构特点及性能,归纳了各自的制备方法;对石墨烯及其衍生物在水泥基材料中的分散进行了综述;重点综述了石墨烯及其衍生物掺配水泥基材料的力学性能、流变性能、...     

胶原-PU复合医用膜材料的制备及性能

采用复合交联、冷冻干燥法制备了不同质量比的胶原(Col)与水性聚氨酯(PU)的复合膜材料。通过红外,差示扫描量热分析(DSC),热重分析(TG),扫描电镜(SEM),接触角,自由氨基测试,溶胀及降解性能测试研究了胶原基聚氨酯冻干膜的结构及性能。结果表明:胶原与聚氨酯的复合存在较强的相互作用;聚氨酯的引入使复合材料的热稳定性增强,使热变性温度提高到70℃左右;同时复合材料具有良好的亲水性、生物降解性,具有较为粗糙的表面,利于细胞的黏附。     

医用牙周组织引导再生胶原材料的特性

用酶消化法从牛腱中提取出胶原蛋白，采用涂复法制成胶原膜材料，将该膜用０．２５％的甲醛交联后得到用于牙周组织引导再生的材料．在对胶原材料进行物理、化学性能测试后表明：该材料的力学性能超过国外同类制品并具有较好的吸水性，而且胶原材料的羰基、羧基、羟基和胺基等主要结构基团依然存在经体外胶原酶和体内肌肉包埋降解吸收观察，材料在体外约２４０小时降解完全，降解产物为羟脯氨酸，体内吸收时间为６０天左右．对该材料进行生物学评价后证明：该材料无三致反应和其它毒副作用，无热原和过敏反应及溶血现象等，生物相容性优良．因此，该材料可用于牙周组织引导再生术及更广泛的生物隔膜技术中．     

生物基乙烯基酯树脂的研究进展及发展趋势

综述了生物基乙烯基酯树脂的研究概况,并重点介绍了以植物油脂和松脂及其衍生物为原料制备的生物基乙烯基酯树脂。与传统的石油化工产品相比,此类新型的生物基乙烯基酯树脂具有生物可降解、价格低廉等诸多优点,而且具有改善共聚材料强度、耐热性和柔韧性的优点。简要介绍了生物基乙烯基酯树脂的几种不同固化方式,最后展望了生物基乙烯基酯树脂的发展。     

胶原-壳聚糖二元膜材料的制备与性能表征

通过热脱氢交联（DHT）、戊二醛改性以及碳化二亚胺改性（EDC）等方法对胶原基膜材料进行改性，探讨其作为生物医用材料较为理想的改性方法。以胶原及壳聚糖为主要原料制备大孔径高孔率二元膜材料，通过单一或复合改性以后比较二元膜材料的各项性能。适当的DHT改性后获得的二元膜孔径为20～100μm，孔率90％左右，但膜材料机械性能较差，抗酶解能力提高不明显；0．02％的戊二醛．EDC复合改性交联程度较为合适，DHT改性可以一定程度减少戊二醛用量；DHT-EDC复合改性得到的二元膜孔径20～200μm，孔率95％左右，机械强度和耐酶稳定性较高，吸水率高且在水中不溶胀。DHT-EDC复合改性是较为理想的胶原基膜材料作为生物医用材料的改性方法。     

天然高分子基复合骨支架研究进展

在生物医用材料中,天然高分子因具有良好的生物相容性和生物识别性而受到极大的关注。天然高分子与羟基磷灰石(HA)、生物活性玻璃(BG)、双相磷酸钙(BCP)等陶瓷材料复合形成的骨支架成为了骨组织再生领域的研究重点。综述了近年来天然高分子基复合骨支架的研究进展及其发展方向,并详细介绍了胶原、明胶、壳聚糖与不同陶瓷材料复合形成的骨支架在骨组织再生中的成效。     

聚噻吩及其衍生物热电材料研究进展

近来,聚合物热电材料因其成本低、资源丰富、热导率低等优势被认为是最有前途的热电材料之一。聚噻吩及其衍生物是研究较为广泛的一类聚合物热电材料。综述了近年来聚噻吩、聚噻吩衍生物以及聚噻吩基/无机复合热电材料在热电领域的研究进展。已有研究表明,聚噻吩及其衍生物热电材料具有高的Seebeck系数,其See-beck系数与电导率通常是此消彼长的关系。通过制备低维材料,与高电导率的无机纳米材料复合以及适度掺杂等方法可有效提高聚噻吩及其衍生物的热电性能。     

复合新型保鲜膜的制备及对低温草鱼质量的影响

目的 开发一种具有优良理化性能和保鲜效果的新型生物保鲜膜。方法 以普鲁兰多糖和魔芋胶为基材,通过添加不同浓度的鱼胶原蛋白制备新型复合生物保鲜膜,结合其水溶性、透光性和质构性等指标,研究鱼胶原蛋白对复合膜物理性能的影响,并以TVB-N值、pH值、细菌总数和丙二醛含量及汁液流失率为指标,探讨在低温下复合生物膜对草鱼的保鲜效果。结果 鱼胶原蛋白能改善多糖保鲜膜的理化性能,且在其质量分数为3%时的性能最佳;将经不同涂膜处理的草鱼置于4℃下储藏12 d,结果表明,采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白涂膜处理可延缓鱼肉的腐败、肉制品中食源性病原菌的滋生及挥发性盐基氮的生成,有效延缓了脂质和蛋白质的氧化变质进程。结论 采用质量分数为3%的鱼胶原蛋白能改善多糖基生物保鲜膜的物理性能和生物性能,显著保持其质构性能,可将草鱼的货架期从4 d延长至9～10 d,该新型复合保鲜膜具有良好的应用价值和开发前景。     

影响壳聚糖-胶原蛋白冻干海绵敷料结构、性能的因素

壳聚糖-胶原复合敷料具有良好的生物相容性、抗菌性和促进表皮细胞生长等特性,可作为深二度烧伤敷料。通过冷冻干燥法制得的海绵敷料的外观、内部结构、吸水率、舒适性等性能取决于制备条件,其中预冻步骤最为关键。本工作探讨了-70℃、-40℃、-20℃的三种预冻条件对冻干产品外观和内部结构的影响,同时考察不同物料浓度(2.0~3.5%)和不同壳聚糖/胶原蛋白比例(2/1、1/1、1/2)时海绵敷料性能,实验表明,-40℃预冻30min,物料浓度2.5%,壳聚糖/胶原蛋白比例2/1,所制得的海绵敷料外观工整,内部孔结构均匀,且具有良好的结构稳定性、吸水性和舒适性。红外光谱分析表明,壳聚糖-胶原蛋白冻干海绵由于氢键交联作用,使冻干产品不同于原材料壳聚糖或胶原蛋白,冻干产品具有更牢固的组织结构。     

胶原/TiO2纳米复合红外低发射率材料的制备与表征

用胶原与改性纳米TiO2复合得到新型有机-无机复合材料，研究复合物中胶原的含量随复合温度、pH的变化规律，并考察TiO2晶型、Al2O3包膜改性及戊二醛交联改性对复合材料红外发射率的影响．结果表明;胶原与改性纳米TiO2复合的最佳温度为50℃、pH为8．0，胶原含量最高可达9．45wt％，两者间较强的复合协同作用明显降低了材料的红外发射率，并提高了材料的热稳定性；复合材料经戊二醛交联改性后可形成紧密有序的网络层状结构，热稳定性进一步提高，红外发射率最低可降至0．502．     

透明质酸/胶原蛋白/聚乙二醇复合水凝胶的研究

针对透明质酸、胶原蛋白水凝胶力学性能差的问题,采用两步交联法将透明质酸、胶原蛋白与聚乙二醇双丙烯酸酯制备成一种兼具生物相容性和高强度的复合水凝胶。研究制备了具有相同胶原蛋白和聚乙二醇双丙烯酸酯质量分数,不同透明质酸质量分数的水凝胶,从微观结构和力学强度调控了复合水凝胶的理化性能,并用L-赖氨酸对复合凝胶进行改性。SEM结果表明,三元复合水凝胶具有蜂窝状的内部结构,孔径范围在80~180μm,赖氨酸浓度达40 mmol/L时,水凝胶的压缩模量达414 k Pa,是改性前模量的19倍。细胞毒性和体内植入实验表明该水凝胶浸提环境对细胞生长无明显抑制作用,产生较低的免疫排斥反应,有望用于软骨等组织的修复。     

集成电路用金属铜基引线框架和电子封装材料研究进展

针对集成电路向高密度、小型化、多功能化发展，介绍了国内外传统的和以铜为基复合新型的引线框架和电子封装材料的性能、研究、生产现状以及存在的问题，同时展望了铜合金及其复合的引线框架和电子封装材料的发展趋势。     

胶原基复合型组织工程化皮肤制备中的关键科学技术问题

胶原基复合型组织工程化皮肤是未来发展的方向和研究热点。本文在介绍组织工程化皮肤的基础上,简要地综述和探讨了胶原改性的原理与方法、胶原基复合支架材料的造孔方法及其与孔结构之间的关系、种子细胞的选择、细胞与支架材料的复合培养、血管化及其影响因素、及其它皮肤附属器官的再生等关键科学技术问题,并阐明了解决这些科学技术问题的思路和方法,为组织工程化皮肤的研发提供了有益的借鉴。     

半纤维素的提取及其温敏性水凝胶的制备

以采用稀碱抽提法从植物残料中提取的半纤维素为原料,通过化学交联法,自由基聚合将单体接枝到半纤维素链上,并交联温敏性单体,促使形成共聚交联网络结构,得到温度敏感性水凝胶。通过物理交联法,半纤维素与壳聚糖物理交联,制备半纤维素基水凝胶。采用交联度测定、溶胀动力学研究、红外光谱、差示量热等手段对化学交联和物理交联两种方法制得的半纤维素基水凝胶温度响应性能进行表征。结果表明:10%NaOH提取的半纤维素得率最高;化学交联法和物理交联法制得的半纤维素基水凝胶,都具有温度负响应特性,为温敏性水凝胶。作为当下较为热门材料,广泛应用于医疗、农业和生物组织工程材料等领域。     

氨基化改性生物玻璃/明胶/胶原复合支架的研究

利用溶胶-凝胶技术制备生物活性玻璃,并将其与明胶、胶原蛋白复合制备生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架。力学性能研究表明,该复合支架形变量50%时的抗压强度为5.97 MPa;将生物活性玻璃氨基化改性后,制备的复合支架形变量50%时的抗压强度略有增加(6.15 MPa)。傅立叶红外光谱显示,氨基化改性生物玻璃与明胶、胶原之间生成酰胺键,增强了复合支架的结构稳定性。将生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架置于模拟体液中矿化,在扫描电镜下可观察到其表面生成了羟基磷灰石,且随着矿化时间的延长,生成的羟基磷灰石颗粒逐渐增多。生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架于磷酸盐缓冲液(PBS)中降解28d后,其质量剩余25.25%,而氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架的质量剩余32.96%,表明氨基化改性能够提高其无机相与有机相的界面相容性,从而提高复合支架的结构稳定性。细胞毒性研究表明,氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架和生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架反应级为0级或1级,可满足生物医用材料的要求。氨基化生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架有望在骨组织工程修复中得到应用。     

SF/COL/PLCL静电纺丝三维纳米纤维支架材料的性能研究

采用静电纺丝法以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,将质量比为70∶30的SF/COL(丝素/胶原)和PLLC(聚左旋乳酸己内酯)共混制备质量比为0∶100,30∶70,50∶50,70∶30,100∶0的8%SF/COL/PLCL的三维纳米纤维支架,25%戊二醛蒸汽交联48h后检测各组比例支架材料的理化性能及生物性能。扫描电镜显示纳米纤维形貌良好,均为纳米级别;X射线衍射结果显示交联后材料结晶度增强,SilkⅠ构象由α-折叠形成稳定的β-折叠;材料交联后为疏水性,PLCL的加入明显改善材料的亲水性能;热稳定性随着PLCL浓度的增加也愈加稳定,交联后尤其明显。细胞培养实验证明,随着培养时间延长,细胞在不同比例的支架上粘附、铺展和增殖均良好,但hPDLSCs与配比为30∶70的SF/COL/PLCL支架复合后增殖速率最快。     

葡甘聚糖复合生物材料的研究

为进一步探索和研制高性能生物材料，以生物大分子葡甘聚糖为原材料，利用物理共混法制成复合高分子生物材料，探讨了温度、时间、电解质各因素对材料稳定性的影响。并通过DSC等分析手段从材料的动态粘弹性、相容性研究了复合材料的稳定机理。结果表明，生物大分子经共混后产生交联反应形成强度、韧弹性、稳定性等方面性能优良的复合生物材料，并初步提出生物大分子复合后形成了互穿型与内包型网络结构模式。