异丙基丙烯酰胺接枝改性聚氨酯多孔膜及其理化性能研究

采用紫外辐照法将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝于聚氨酯(PU)膜表面,得到聚氮异丙基丙烯酰胺接枝改性PU膜(PU-g-PNIPAAm)。采用SEM和IR对接枝前后PU膜的形貌结构及成分进行表征分析,计算其接枝率和透湿率,并考察其在不同温度下的溶胀性能。结果表明,PNIPAAm通过紫外辐照成功接枝于PU膜表面;当NIPAAm单体浓度为5%(质量分数)时,接枝率最高;PU膜的透湿率在接枝后显著降低,更接近于人体皮肤;PU-g-PNIPAAm膜在32℃附近发生明显的溶胀行为变化。该接枝改性多孔膜有望用作人工皮肤的表皮材料。     

钛金属表面活化处理及表面细胞响应特性

采用不同比例的氢氟酸(1％(质量分数)HF)与双氧水(30％(质量分数)H2O2)以及二者不同配比(1∶1、5∶1和1∶5)的混合溶液对钛金属表面进行处理,制备出具有不同拓扑结构的钛活性表面.用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测试和X射线光电子能谱(XPS)等手段分别对各组样品的表面形貌、粗糙度、亲疏水性及表面化学组成变化等进行分析和表征.将各组样品分别与骨肉瘤细胞株(MG63)共培养,用SEM观察细胞形态变化,利用MTT比色法测定细胞增殖能力,通过体外细胞培养实验考察处理后的钛金属表面对MG63细胞形貌及增殖分化特性的影响.结果表明,经HF和H2O2混合溶液处理后的样品表面粗糙,并含有丰富的F-和OH-基团,促进了细胞的粘附、铺展、生长和增殖,大幅改善了钛表面的生物活性.其中,氢氟酸与双氧水按1∶5配比的混合溶液处理后的样品在细胞培养前期显示出更加优良的细胞相容性,这对促进钛种植体与周围骨组织间的快速整合具有积极意义.     

阴离子型水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚四氢呋喃醚(PTMG)二醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,2-羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过自乳化方法初步合成了聚氨酯乳液。将乳液成膜,通过红外、热重、透射电镜、力学测试等对材料的化学组成与微观结构进行表征,进一步通过体外细胞实验对材料与细胞的相互作用进行评价。结果表明制备的水性聚氨酯乳液粒径均匀,热稳定性良好,具有一定的形状记忆功能,对细胞无毒性,相容性好,对细胞的生长繁殖几乎无影响,是一种具有广阔应用前景的生物材料。     

8英寸Si衬底上高质量AlGaN/GaN HEMT结构的生长

在8英寸(1英寸=2.54 cm)的Si衬底上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长了高质量、无龟裂的GaN薄膜和AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结构.通过调节应力调控层的结构,厚度为5 μm的GaN膜层翘曲度低于50 μm.采用X射线衍射(XRD)对GaN薄膜的(002)和(102)衍射峰进行扫描,其半峰全宽(FWHM)分别为182和291 arcsec.透射电子显微镜(TEM)截面图显示GaN外延层的位错密度达到了3.5×107/cm2,证实了在大尺寸Si衬底上可以制作高质量的GaN薄膜.AlGaN/GaN HEMT结构的二维电子气浓度和载流子迁移率分别为9.29×1012/cm2和2 230 cm2/(V·s).基于这些半绝缘AlGaN/GaNHEMT结构所制作的功率电子器件的输出电流可达20 A,横向击穿电压可达1 200 V.     

皮肤敷料用温敏性氮异丙基丙烯酰胺接枝改性聚四氟乙烯膜

采用紫外辐照法将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝于聚四氟乙烯(PTFE)膜表面,得到聚氮异丙基丙烯酰胺接枝改性PTFE膜(PTFE-gPNIPAAm)。采用SEM和IR,对接枝前后PTFE膜的形貌结构及成分进行表征分析,计算其接枝率和透湿率,并考察其在不同温度下的溶胀性能。结果表明,通过紫外辐照,PNIPAAm接枝于PTFE膜表面;当NIPAAm单体浓度为5%(质量分数)时,接枝率最高;PTFE膜的透湿率在接枝后显著降低;PTFE-gPNIPAAm膜的溶胀行为在32℃附近发生明显变化。该接枝改性多孔膜有望用作具有温敏特性的易剥离皮肤伤口敷料。     

PNIPAAm-g-EVA/明胶支架双层人工皮肤的细胞相容性研究

构建了PNIPAAm-g-EVA/明胶支架复合人工皮肤样品,并初步考察了该人工皮肤的细胞相容性。由于明胶支架的生物相容性已经得到充分验证,主要选择成纤维细胞为实验细胞,PNIPAAm-g-EVA膜为研究对象。采用含有胶原酶的消化液消化组织块,在较短时间内可获得足够数量的成纤维细胞。成纤维细胞与PNIPAAm-g-EVA膜共培养结果表明,成纤维细胞在膜表面粘附力强,生长、增殖情况良好。说明与PNIPAAm-g-EVA膜共培养并未影响细胞的正常生理功能,PNIPAAm-g-EVA具有良好的细胞相容性。     

用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石/聚乙烯醇/聚酰胺66功能梯度材料的制备和表征

利用反复冷冻-解冻法和相分离法,制备出用于软骨和软骨下骨修复的纳米羟基磷灰石(nHA)/聚乙烯醇(PVA)/聚酰胺(PA66)功能梯度材料。研究表面层PVA的力学性能和摩擦学性能,及软骨下骨nHA/PA66(m(HA)∶m(PA66)=1∶1)支架的力学性能及生物学性能。结果表明PVA拉伸强度为1.938MPa,平均摩擦系数在生理盐水及代血浆润滑条件下分别为0.076和0.085;nHA/PA66复合多孔支架孔隙率为80.93%,孔径为50～500μm,压缩强度和压缩模量分别为0.88和15.21MPa,且具有良好的生物相容性。     

双交联明胶-壳聚糖复合人工真皮支架的制备及其性能研究

采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)和三聚磷酸钠(STPP)作为共价-离子双交联剂交联制备了明胶-壳聚糖(gel-CS)复合人工真皮支架。通过FT-IR和SEM对复合多孔支架结构及形貌进行表征,同时对复合多孔支架的孔隙率、平均孔径、溶胀性能和降解性能进行了研究。研究结果表明,明胶和壳聚糖两相间成功地发生了交联反应,形成了具有贯通孔结构和良好孔隙率的复合多孔支架。该支架平均孔径在136.1～182.9μm之间,且随着壳聚糖含量的增加,孔径及孔隙率随之降低;溶胀性能研究发现,相较于单一共价交联方法,采用双交联法制备的支架溶胀率有所降低,再次印证双交联法制备的支架其交联度较单一共价交联的高;酶降解实验表明,固定STPP含量,随着EDC含量增加,复合支架的降解性能越好,而EDC含量一定,则STPP含量为0.5%时,复合支架具有最好的降解性能。