壳聚糖水凝胶的制备及其在药物释放中的应用

水凝胶作为性能良好的载体,在药物的控释、组织工程等领域有着广泛的应用。壳聚糖是一类天然的带正电荷的碱性多糖,由其形成的水凝胶具有较好的生物相容性、生物降解性、抗菌和低细胞毒性,因此,壳聚糖水凝胶有着良好的生物应用前景。本文综述了壳聚糖水凝胶的制备方法(包括物理交联法和化学交联法),在物理交联法部分着重介绍了离子化合物及聚电解质分子与壳聚糖通过离子交联形成水凝胶,以及利用分子链间的疏水作用形成壳聚糖水凝胶的方法;而在化学交联法部分介绍了合成壳聚糖水凝胶的化学手段,包括交联剂、光照辐射和酶的使用。继而概述了壳聚糖水凝胶在药物缓释应用方面的研究进展,包括温度、pH值和电场响应的药物控释体系。最后展望了壳聚糖水凝胶未来的发展前景。     

敏感性壳聚糖-聚醚水凝胶的研究

以壳聚糖和聚醚为原料、戊二醛为交联剂合成了壳聚糖-聚醚水凝胶,探讨了壳聚糖-聚醚水凝胶的形成机理,研究了该水凝胶的pH值、酸、碱、盐、温度等敏感性,并通过红外光谱图对其结构进行了分析.结果表明,壳聚糖-聚醚水凝胶具有显著的pH值/温度敏感性,酸、碱、盐的种类和浓度也是影响其溶胀度的重要因素,戊二醛的醛基与壳聚糖分子链上的氨基生成Schiff碱交联,从而形成壳聚糖-聚醚水凝胶三维空间结构.     

壳聚糖水凝胶的制备及性能研究

以壳聚糖为原料,用戊二醛作为交联剂,在醋酸溶液中合成壳聚糖水凝胶。用正交实验优化了制备壳聚糖水凝胶的工艺条件,实验结果表明:当壳聚糖浓度为3%、戊二醛浓度为3%、凝胶温度为55℃时制得的水凝胶硬度最大;当壳聚糖浓度为2%、戊二醛浓度为1%、凝胶温度为45℃时,制得的水凝胶溶胀度最大。壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性。     

壳聚糖即型水凝胶的体内代谢研究

壳聚糖及其衍生物作为生物医用高分子材料已被广泛应用,研究其在动物体内的吸收降解是此类生物医用材料应用于人体的必要前提。壳聚糖即型水凝胶是以壳聚糖为主要材料制备的新型生物医用材料,可在体内降解吸收。以异硫氰酸酯(FITC)标记法研究了该水凝胶经大鼠腹腔注射后的吸收、降解和分布,为该水凝胶应用于体内提供实验数据。实验结果显示,壳聚糖即型水凝胶经大鼠腹腔注射后能够较快被腹腔吸收,并经血液转运至各代谢器官,在肝脏内有一过性的积累,在其它脏器内分布较少,其主要代谢途径是血液→肝脏→肾脏→尿液,在17d时,通过此途径排出的量占注射量的88%,排出体外的分子量均小于10kD。     

壳聚糖/Fmoc-FF自组装水凝胶的制备及其流变性研究

九芴甲氧羰基-二苯丙氨酸(Fmoc-FF)自组装水凝胶作为一种新型肽类材料,存在许多潜在应用,但因其自组装可调控性差,对酶稳定性差等特点严重制约了其在生物、医学等领域的应用。壳聚糖具有良好的成膜性、低毒性、生物相容性、体内可降解性以及一定的抗菌抗肿瘤等优异性能,广泛应用于水凝胶的制备。本研究以壳聚糖作为Fmoc-FF自组装的调控剂制备了自组装复合水凝胶,利用红外光谱(FT-IR)对其分子结构进行表征,扫描电镜(SEM)观察其微观形貌,旋转流变仪对其流变性能进行评价。结果表明,在研究范围内,体系中壳聚糖浓度为40mg/mL时,复合水凝胶形成最快,结构稳定性最好,对于Fmoc-FF自组装水凝胶的应用有了进一步的进展。     

聚醚-壳聚糖水凝胶合成工艺条件对性能的影响研究

研究了聚醚-壳聚糖水凝胶的制备方法,聚醚与壳聚糖质量比、凝胶温度、交联剂戊二醛浓度等对聚醚-壳聚糖水凝胶的溶胀度、硬度的影响.采用正交实验对工艺条件进行了优化,正交实验的结果表明:当聚醚与壳聚糖质量比为0.4、凝胶温度为45℃、交联剂浓度为0.05mol/L时,其凝胶饱和溶胀度为837%;当聚醚与壳聚糖质量比为0.6、凝胶温度为45℃、交联剂浓度为0.15mol/L时,其凝胶硬度为436g.聚醚-壳聚糖水凝胶具有良好的生物相容性.     

壳聚糖作为药物缓释材料的研究进展

壳聚糖是几丁质的脱乙酰基衍生物。它具有生物相溶性好、低毒性、生物可降解性及可被吸收利用等特点，因此是一种良好的药物释放载体。综述了壳聚糖微球、壳聚糖纳米粒子、壳聚糖膜和壳聚糖水性凝胶的制备方法，药物缓释效果及其在临床上的应用。     

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。     

光交联羧甲基壳聚糖水凝胶的制备及药物缓释性能研究EI北大核心CSCD

羧甲基壳聚糖是一种壳聚糖衍生物,具有良好的生物相容性和可降解性,在生物医药领域具有广泛的应用。本研究合成一种可光交联的水溶性羧甲基壳聚糖衍生物。通过对羧甲基壳聚糖进行双键修饰,合成甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的羧甲基壳聚糖(M-CMCS),并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对M-CMCS的结构进行表征。通过光引发M-CMCS交联制备具有不同交联度的M-CMCS水凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、流变仪和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别对M-CMCS水凝胶的微观形态、黏弹性能、溶胀性能、酶促降解性能和体外药物释放性能进行了研究。结果表明:随着甲基丙烯酸缩水甘油酯与羧甲基壳聚糖的氨基摩尔比的增加,产物的接枝度逐渐增加。M-CMCS水凝胶具有高度孔隙化且孔隙之间相互连通的结构特点,孔径在1~20μm范围内。随着交联度的增大,M-CMCS水凝胶的溶胀比减小。M-CMCS水凝胶在溶菌酶作用下缓慢降解,随着交联度的增大,降解速率减慢。M-CMCS水凝胶对抗癌药物吉西他滨具有缓释作用,药物释放时间可达4天。光交联M-CMCS水凝胶在药物释放及组织工程领域具有重要的应用前景。     

一种壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底材料的研究

制备一种新的硬度可变的生物基底材料。通过红外光谱对比分析、吸水称重法、旋转流变仪法、MTT法等实验对壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶材料的结构、溶胀性、弹性模量、细胞毒性等性能进行测定。将HepG2细胞接种到壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶基底材料上,24h后对材料上生长的细胞进行形态学观察比较细胞的生长情况。结果发现不同配方制成的壳聚糖/聚丙烯酰胺水凝胶的硬度具有明显梯度差异,具有良好的生物相容性。这种新的生物基底材料可以为细胞力学基础研究提供帮助。     

块体纳米金属材料力学性能研究进展

简要评述了提高块体纳米金属材料的力学性能的最新研究进展,包括强度、弹性、延展性、应变强化、应变速率敏感性、蠕变、疲劳和摩擦磨损性能;总结了优化其综合力学性能的研究结果;分析了其变形机理,并探讨了纳米金属材料力学性能研究的发展趋势.     

聚N-异丙基丙烯酰胺复合材料的研究进展

聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)具有独特的温敏性,与其他无机填料如碳纳米管、Fe3O4、SiO2、TiO2等进行复合,可改善PNIPAM的力学性能和敏感性,制备出具有特殊性能的新型复合材料。综述了无机填料/PNI-PAM复合材料的研究进展,从制备方法、性能特点、应用等方面进行了分析与讨论。     

材料局部性能的球形压痕评价技术研究进展

简介了近几年采用球形压痕法在测试材料性能方面的最新发展和应用.首先概括了球形压痕理论的研究与发展,重点介绍了球形压痕法的应用研究.采用球形压痕法并结合有限元模拟可以获得材料的弹性模量、屈服强度、拉伸强度、应变硬化指数、断裂韧度和应变速率敏感度等性能.通过球形压痕法与通常测试方法比较的结果证实,球形压痕法可以有效评价材料的性能,随着研究和应用工作的不断深入,球形压痕技术有可能在不远的将来成为评价材料局部性能最方便、最简单且相当准确的方法.     

海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展

海藻酸钠的亲水性和其凝胶的三维网状结构赋予海藻酸钠水凝胶良好的吸附性能,成为处理水中污染物的理想吸附材料。碳材料如石墨烯、碳纳米管等因其具有较高的比表面积,常用于污染物的吸附,与海藻酸钠复合可进一步改善和丰富海藻酸钠凝胶的性能。针对海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究现状,以氧化石墨烯、碳纳米管和活性炭这3种碳材料为主线,简单总结了海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展,并提出需要解决的若干问题。     

Advances in neutron imaging

Imaging techniques based on neutron beams are rapidly developing and have become versatile non-destructive analyzing tools in many research fields. Due to their intrinsic properties, neutrons differ strongly from electrons, protons or X-rays in terms of their interaction with matter: they penetrate deeply into most common metallic materials while they have a high sensitivity to light elements such as hydrogen, hydrogenous substances, or lithium. This makes neutrons perfectly suited probes for research on materials that are used for energy storage and conversion, e.g., batteries, hydrogen storage, fuel cells, etc. Moreover, their wave properties can be exploited to perform diffraction, phase-contrast and dark-field imaging experiments. Their magnetic moment allows for resolving magnetic properties in bulk samples. This review will focus on recent applications of neutron imaging techniques in both materials research and fundamental science illustrated by examples selected from different areas.     

聚甲基丙稀酸羟乙酯甘油凝胶仿软骨材料的制备与性能

为了使人体关节软骨损伤后得到修复,采用热聚合的方法制备了一种新型人工仿软骨材料。在水浴保温和引发剂条件下,采用甲基丙稀酸羟乙酯(CH2CCH3COOCH2CH2OH,HEMA)和医用甘油(C3H8O3)聚合成一种新型凝胶,并对其分别进行了表面形貌观察和猪软骨硬度的对比,以及抗压性、弹性等力学性能测试。使用FTIR红外光谱对其作分析表征,结果表明:凝胶主体仍然是聚甲基丙稀酸羟乙酯(PHEMA),甘油以凝胶态存在;凝胶硬度随甘油比例增加而下降,但凝胶表面粗糙度却增加;当HEMA与甘油质量比例为1∶1~1∶3时,凝胶的硬度较为接近猪软骨;在比例为1∶1和1∶2的条件下,表面光滑。4种比例下的凝胶都具有良好的抗压性和弹性,当质量比为1∶1时抗压性能和综合性能最好。实验结果表明PHEMA与甘油的凝胶聚合物如果作为人工仿软骨材料,具有力学性能良好的优点,将可能提供给临床实验作进一步考察。     

添加剂元素对AZO薄膜性能的研究进展

近年来,国内外一些研究者对添加剂元素与铝元素共掺杂的ZnO薄膜开展了许多研究并发现在AZO薄膜掺入添加剂元素不仅会增强AZO薄膜的光电特性,而且还能优化其晶体结构和表面形貌,某些添加剂元素还可以提高AZO薄膜的多项性能和稳定性,这对研究AZO薄膜性能的提高提供了一个更具潜力的研究方向。介绍了AZ0薄膜的基本结构、基本特性以及光电性能原理。对添加剂元素对AZO薄膜结构的研究和光电性能的研究进行了归纳和总结,并且与AZO薄膜进行了对比。综述了添加剂元素掺人的AZO薄膜目前所采用的磁控溅射法、溶胶一凝胶法和脉冲激光法三种主要制备技术以及其优缺点,同时阐述了不同方法掺人添加剂元素的AZO薄膜的研究进展。最后介绍了添加剂元素掺入的AZO薄膜在光电领域的应用,展望了其未来发展与研究趋势。     

Versatile Aerogels for Sensors

Aerogels are unique solid‐state materials composed of interconnected 3D solid networks and a large number of air‐filled pores. They extend the structural characteristics as well as physicochemical properties of nanoscale building blocks to macroscale, and integrate typical characteristics of aerogels, such as high porosity, large surface area, and low density, with specific properties of the various constituents. These features endow aerogels with high sensitivity, high selectivity, and fast response and recovery for sensing materials in sensors such as gas sensors, biosensors and strain and pressure sensors, among others. Considerable research efforts in recent years have been devoted to the development of aerogel‐based sensors and encouraging accomplishments have been achieved. Herein, groundbreaking advances in the preparation, classification, and physicochemical properties of aerogels and their sensing applications are presented. Moreover, the current challenges and some perspectives for the development of high‐performance aerogel‐based sensors are summarized.     

Slide-ring materials using topological supramolecular architecture

We have recently developed a novel type of gel called slide-ring gel or topological gel by using the supramolecular architecture with topological characteristics. In this gel, polymer chains with bulky end groups exhibit neither covalently cross-links as in chemical gels nor attractive interactions as in physical gels but are topologically interlocked by figure-of-eight cross-links. Hence, these cross-links can pass along the polymer chains freely to equalize the tension of the threading polymer chains similarly to pulleys; this is called pulley effect. The slide-ring gel is a new cross-linking concept for the polymer network as well as a real example of a slip-link model or sliding gel, which was previously considered only theoretically. Here we review the synthesis, structure, and mechanical properties of the slide-ring gels with freely movable cross-linking junctions based primarily on our recent studies. The pulley effect of the slide-ring gels has been recently confirmed by mechanical measurements, small-angle neutron scattering (SANS), small-angle X-ray scattering (SAXS), quasi-elastic light scattering (QELS), etc. This concept can be applied to not only gels but also to a wide variety of polymeric materials without solvents. In particular, the slide-ring elastomer shows remarkable scratch-proof properties to be applied to coating materials for automobile, cell phone, mobile computer, fishing rod, golf club and so on.