丝素蛋白基复合水凝胶的研究进展

丝素蛋白具有优异的易塑形性,使其与其他材料的复合成为可能。文章详细阐述了丝素蛋白与天然聚合物、化学合成来源聚合物形成复合水凝胶的制备方法、凝胶机制;系统地分析了丝素蛋白与其复合材料形成复合水凝胶后其性能和功能的变化;明确总结了复合后的优势和修饰性目的,并提出现如今存在的问题及丝素蛋白基复合水凝胶今后的研究方向,为进一步研制成型快、多功能、高性能的丝素蛋白基复合水凝胶及推动其在生物医学材料领域中广泛应用提供参考。     

聚乙烯醇/海藻酸钠载药复合水凝胶的制备及其抗菌性能

以聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)和海藻酸钠(Sodium alginate, SA)为原料,采用循环冷冻-解冻法制备具有半互穿网络结构(SIPN)的PVA/SA复合水凝胶并搭载盐酸万古霉素(VAN)。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)和X射线粉末衍射仪(XRD)等仪器对其形貌和结构进行表征,分析PVA/SA@VAN载药复合水凝胶的溶胀度和力学性能,并探究其抗菌性能。结果表明：PVA/SA@VAN载药复合水凝胶均呈现出三维多孔结构,孔隙率在80%以上,在磷酸盐缓冲液中的溶胀度可达1338%,具有良好的力学性能。抗菌实验表明,PVA/SA@VAN载药复合水凝胶对金黄色葡萄球菌具有显著的抗菌效果。该研究结果可为载药复合水凝胶在创伤敷料中的应用方面提供参考。     

枯草菌脂肽钠/丝素蛋白复合水凝胶的研究

为满足水凝胶材料在生物医学领域的应用要求,需要制备一种凝胶时间较短、孔径较大且孔隙率高、生物相容性好的水凝胶材料。采用枯草菌脂肽钠诱导丝素蛋白溶液形成水凝胶,探讨不同浓度枯草菌脂肽钠对形成凝胶时间的影响,并采用SEM观察水凝胶内部形貌、FTIR、XRD表征水凝胶聚集态结构,通过在水凝胶表面培养成纤维细胞评价其生物相容性。结果表明,在一定范围内,水凝胶的胶凝时间与枯草菌脂肽钠浓度成反比,水凝胶中孔径较大且孔隙率高,在凝胶上L929成纤维细胞呈对数稳定增长,生物相容性良好。该丝素蛋白复合水凝胶在组织修复、创伤治愈等生物医学领域具有较大潜力。     

PVA/BC/LiCl复合水凝胶的制备及性能

为了探讨聚乙烯醇(PVA)/细菌纤维素(BC)/氯化锂(LiCl)复合水凝胶的制备及性能,以PVA作为水凝胶基质材料,BC作为增强材料,LiCl为导电物质,甘油-水混合物为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA/BC/LiCl复合水凝胶材料,并对水凝胶材料的形貌结构、力学性能和电导率进行测试。结果表明：加入BC可以有效提高水凝胶的力学性能,加入LiCl可以明显提高水凝胶的电导率;PVA/BC/LiCl复合水凝胶具有良好的导电性能和力学性能。     

丝素/泊洛沙姆复合水凝胶的药物缓释研究

选定不同分子量的表面活性剂泊洛沙姆,分别将它们与丝素溶液以不同的比例混合形成复合水凝胶,考察其对阿司匹林与吲哚美辛两种药物的体外缓释性。利用扫描电镜对丝素/泊洛沙姆水凝胶缓释前后的形态结构进行了检测,以及用紫外分光光度计分析不同条件下的药物缓释曲线。结果表明通过改变水凝胶的共混比例、泊洛沙姆的分子量和链段比可以调节两种药物的释放速率,以达到药物缓释的目的。丝素/泊洛沙姆有望作为一种新的递送载体用于药物缓释。     

丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的制备及其释药性能

为提高水凝胶的负载率和缓释率,以N-羟基丁二酰亚胺和乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐为催化剂,柠檬酸为交联剂,将丝素蛋白和海藻酸钠交联制备得到丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶,测试了水凝胶的结构、形貌、溶失率、吸水率、载药率和释药率。结果显示：丝素蛋白/海藻酸钠水凝胶的最佳制备工艺条件为丝素质量分数2.5%,柠檬酸质量分数2.5%,海藻酸钠质量分数4.5%,催化剂(质量比为1∶1)质量分数为0.5%。红外光谱图显示,在该条件下制备的水凝胶中含有丝素蛋白和海藻酸钠的特征吸收峰,其形貌为多孔结构,24 h后溶失率为11.4%,吸水率约70%,其最大载药率约50%,在pH=7.4的缓冲溶液中缓释8 h后,其释药率接近75%,表现出良好的释药性能。     

海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶的吸附性能研究

以海藻酸钠、丙烯酰胺和凹凸棒土为主要原料,采用溶液聚合方式制备了海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶。研究了引发剂用量、交联剂用量、海藻酸钠用量、凹凸棒土用量对染料吸附性能的影响。最佳条件下,海藻酸钠-聚丙烯酰胺/凹凸棒土复合水凝胶对亚甲基蓝的去除率可达98%。     

载柚皮素的海藻酸钠/壳聚糖复合水凝胶

以海藻酸钠(SA)、羧甲基壳聚糖(CMCS)和柚皮素天然可降解的高聚物为原料,制备了复合水凝胶,对其微观形貌、力学性能、溶胀降解行为等进行表征与分析,为后续功能水凝胶材料的设计、制备和性能研究打下基础。     

PVA/Li Cl复合水凝胶的制备与性能

以聚乙烯醇(PVA)为水凝胶基质材料,氯化锂(Li Cl)为导电物质,甘油-水混合物为溶剂,通过物理交联法制备PVA/Li Cl复合水凝胶材料。对水凝胶材料的断面形貌、化学结构、晶体结构、力学性能和电导率进行测试分析。测试结果表明:PVA水凝胶中加入Li Cl可以明显提高电导率;随着Li Cl质量分数增大,复合水凝胶的电导率增大,力学性能下降。     

氧化微纤化纤维素/海藻酸钠/胶原复合水凝胶的研究

以胶原、海藻酸钠和氧化微纤化纤维素为原料制备了氧化微纤化纤维素/海藻酸钠/胶原(OMFC/SA/Col)复合水凝胶。用红外光谱、扫描电镜分析了复合水凝胶的结构和形貌,通过接触角和压缩试验研究了其亲水性和力学性能。结果表明:OMFC和胶原间发生了席夫碱反应;复合水凝胶在20%应变时的压缩应力可达0.45MPa,可满足软骨浅表层的要求;其应变可达90%以上,韧性好;其亲水性好,OMFC含量对其亲水性影响不大。     

丝素/海藻酸钠复合薄膜的制备与性能

丝素与海藻酸钠共混溶液经过碳二亚胺交联后,采用流延法制备的复合薄膜具有良好的相容性,改进了单一膜材的力学性能、吸湿性及其稳定性。通过对复合薄膜进行红外光谱和扫描电镜分析不同共混比例复合薄膜的微观结构和聚集态结构;通过拉伸断裂测试、热水溶失率、溶胀率及水蒸气传递速率的测试,研究了复合薄膜的基本性能。结果表明:经过碳二亚胺交联后,复合薄膜两相相容性提高,无明显的相分离现象,并在丝素和海藻酸钠之间形成了稳定的共价键交联点,薄膜稳定性明显提高,与单一成分薄膜相比,复合薄膜的柔韧性明显增加。海藻酸钠加入有效提高了薄膜的吸湿性能。     

菠萝皮渣羧甲基纤维素/海藻酸钠复合水凝胶珠固定化菠萝蛋白酶的制备及稳定性研究

本实验以菠萝皮渣羧甲基纤维素、海藻酸钠为原料,制备了菠萝皮渣羧甲基纤维素/海藻酸钠复合水凝胶珠,用于固定化菠萝蛋白酶。采用单因素法分析菠萝皮渣羧甲基纤维素与海藻酸钠的质量比、氯化钙的浓度、菠萝蛋白酶浓度、戊二醛体积分数和交联时间对固定化酶活性的影响。结果表明,固定化酶的优化制备工艺为:菠萝皮渣羧甲基纤维素与海藻酸钠的质量比为2:3,氯化钙的浓度为1.0%,菠萝蛋白酶浓度为2.0 mg/mL,戊二醛体积分数为1.0%,交联时间为60 min。制备的固定化酶比游离酶具有更好的热稳定性,在80℃环境下放置2.0 h后,固定化酶的相对酶活性为35.1%,而游离菠萝蛋白酶在此条件下几乎失活;在pH为11条件下放置24 h后,游离酶的相对酶活性为43.2%,而固定化酶相对酶活性为85.1%,说明固定化酶比游离酶更耐受碱性环境。另外,固定化酶重复使用7次后,相对酶活性为60.5%,说明制备的固定化酶具有较好的重复使用性能。     

丝素蛋白水凝胶支架的制备及其性能

为探究丝素蛋白水凝胶材料的制备条件及其生物相容性,以二肉豆蔻酰磷脂酰甘油(DMPG)和脱胶丝素蛋白(SF)构成可控水凝胶体系,通过磷脂和SF链之间的静电和疏水作用,使SF链向β折叠结构转变获得SF水凝胶支架,分析了其细胞增殖率、细胞分化率、动物体内支架细胞肌肉生长速度和降解速度等。结果表明:DMPG浓度越高,SF水凝胶支架凝胶时间越短,添加15 mmol/L的DMPG使SF水凝胶支架的凝胶时间由原来的7 d缩短至10 min; DMPG诱导的SF水凝胶支架无细胞毒性,其中DMPG浓度为10 mmol/L时细胞增殖率最高,将该水凝胶注射入湖羊耳部皮下,其中载有湖羊肌肉卫星细胞的SF水凝胶支架在湖羊耳部生长出肌肉;SF水凝胶支架具有优异的生物相容性,随着其在动物体内时间的增加,支架逐渐降解消失,暴露出其中的肌肉组织。     

纤维素/丝素蛋白共混膜的制备及性能研究

选用氢氧化钠-尿素-硫脲体系溶解纤维素,添加丝素蛋白,制得纤维素/丝素蛋白共混膜,研究共混膜的相容性、力学性能及吸湿保湿、透湿性能等.结果表明:m(纤维素)∶m(丝素蛋白)=4∶1时,丝素蛋白与纤维素有良好的相容性,力学性能、吸湿保湿性能、透湿性能等相对较高,纤维素/丝素蛋白共混膜的综合性能优于纯纤维素膜.     

胶原基医用复合水凝胶的制备及性质研究

以胶原蛋白和透明质酸为基材,用碳化二亚胺交联合成可用于药物的控制释放的医用可降解水凝胶.考察了不同胶原蛋 白与透明质酸配比对水凝胶吸水率和表面形状的影响,采用生理盐水、磷酸盐缓冲液、I型胶原蛋白酶和透明质酸酶评价了这种水凝 胶的生物降解性,并对载药水凝胶进行了体外降解释药实验.研究表明:胶原蛋白与透明质酸的配比为1.5:2时得到的复合水凝胶吸水率和表面形状等因素都较好;水凝胶在混合酶溶液中降解较为迅速;布洛芬(IBF)采用包埋方式载药的药物释放速率比浸泡方式的速率慢.     

复合水凝胶非织造布保鲜材料的制备及其性能

为扩展非织造布在保鲜包装材料中的应用,以具有药用价值的沙棘作为抗氧化保鲜成分原料,通过负载不同体积分数的沙棘提取物(SBT)制备罗布麻纳米纤维素/壳聚糖基水凝胶,并与聚酯非织造布复合制备复合水凝胶非织造布保鲜材料,对其阻隔性能、释放行为、抗氧化活性、抗菌性以及保鲜性能进行分析.结果表明:随着SBT体积分数的增加,复合水...     

高通透性丝素蛋白水凝胶膜的制备与性能研究

丝素蛋白水凝胶因具有良好的生物相容性、可降解性、透气透氧性等优点,国内外对其的应用正从传统的纺织领域向生物医学等多个领域拓展。酸/盐法制备的丝素蛋白水凝胶性能较为优异,改变氯化钙的浓度对制备的丝素蛋白水凝胶膜的结构和性能均具有一定的影响。本文通过对制备的丝素蛋白水凝胶膜的结构、性能进行测试和分析,确定出要制备高通透性丝素蛋白水凝胶膜所需的最适盐的浓度,制得的膜未来有望应用于隐形眼镜等新的领域。     

丝织物/丝素蛋白复合材料的制备与性能研究

蚕丝纤维具有良好的生物降解性能,在复合材料领域中得到了极大关注。为改善全丝素复合材料的力学性能,选取平纹丝织物作为复合材料增强层,改变丝织物/丝素蛋白的质量比例、丝素蛋白溶液浓度的复合参数,采用流延法制备丝织物/丝素蛋白复合材料。通过扫描电镜、X-射线衍射、力学测试等手段,探究复合材料性能差异。测试表明:丝织物与再生丝素的复合比达到1∶2时,复合材料力学性能最好,沿织物经向的拉伸强度与断裂伸长率达到42 MPa和8.9%。     

生物炭基复合水凝胶的制备及应用研究进展

生物炭基复合水凝胶具有优异的理化性质,近年来在诸多领域有所研究并得到应用。本文综述了生物炭基复合水凝胶的制备方法,如物理交联法和化学交联法;总结了生物炭基复合水凝胶在去除水体污染物、土壤改良、作物增产、缓释肥料和缓解植物重金属胁迫方面的应用,阐明了相关应用机制及作用机理;在此基础上,展望了生物炭基复合水凝胶未来的研究方向,分析了生物炭基复合水凝胶在应用中存在的问题和潜在的风险,并提出了相应建议。