聚合物在生物传感器中的应用研究进展

综述了近年来高分子材料在生物传感器的应用研究进展，介绍了高分子复合物，水凝胶，溶胶－凝胶，改性聚合物，电生聚合物，氧化还原聚合物，离子交换聚合物和具有特殊结构的聚合物在酶和电子媒介体固定化方面的应用以及由其制备的生物传感器的性能，对应用于生物传感器的高分子材料的分类，制备方法和原理及其特性进行了深入的探讨，并指出了目前其存在的主要问题及解决方法，对高分子材料在生物传感器中的应用前景予以展望。     

聚乙二醇基形状记忆高分子材料研究进展

聚乙二醇(PEG)是一种结晶完善且具有良好水溶性的热塑型聚醚高分子,其分子链结构在无定形态及结晶态间相互转变的特性符合形状记忆材料对可逆形变结构的要求,因此广泛应用于形状记忆高分子材料的研究。文中综述了近年来聚乙二醇在形状记忆聚合物、形状记忆水凝胶、形状记忆复合材料等高分子材料中的应用研究进展,阐述了聚乙二醇链结构与材料形状记忆特性及不同刺激响应性之间的关系,并特别强调了聚乙二醇与水的氢键作用对水诱导响应型形状记忆特性的重要性,对低毒且生物相容性好的聚乙二醇基形状记忆高分子材料在生物医学领域的应用进行了展望。     

新型水凝胶止血材料的研究进展

伤口的快速止血和愈合对于治疗意外事故出血具有重要意义。水凝胶作为一类极为亲水的多维网络结构凝胶，以其出色的流变性、粘附性和可注射性在止血材料方面极具应用优势，尤其在不规则创面和较深层伤口处有着其它形态材料不可替代的止血效果。天然多糖聚合物、蛋白质及合成类高分子聚合物等水凝胶因具备高吸水性、生物相容性、血细胞黏附性或激活凝血因子等功能在止血材料领域的应用受到广泛的关注，同时取得了较大的研究进展。对近年来各种水凝胶止血材料的制备和最新的应用研究成果进行全面综述，并对水凝胶止血材料的发展前景进行展望。     

光交联丝素蛋白水凝胶的制备及生物医学应用

水凝胶是一类物理化学性质接近软组织的先进材料,已有众多聚合物用于水凝胶的制备。丝素蛋白由于具有优异的生物相容性、生物可降解性和易于制备成各种形式的材料等优点,在生物医学领域中具有广泛的应用,其中水凝胶是丝素蛋白在生物医学中应用的重要形式。由于分子的独特结构,丝素蛋白可以通过多种方法形成水凝胶。近年来,光交联水凝胶由于具有制备条件温和、副产物少、反应过程容易控制等优点,逐步成为研究的热点。首先对丝素蛋白的分子结构和特性进行了介绍,总结了丝素蛋白水凝胶的制备方法,重点阐述了光交联丝素蛋白水凝胶的研究现状,并讨论了它们在生物医学领域的应用,最后对光交联丝素蛋白水凝胶未来发展方向进行了展望。     

青岛能源所开发出新型聚氨酯材料

聚氨酯水凝胶兼具水凝胶和聚氨酯的优点,机械强度高,性能调控范围广,广泛应用于生物医学及工业领域。其中,高抱水量、高机械强度的单组份聚氨酯水凝胶具有施工方便、生态环保等优势,可作为一种优异的高分子聚合物固沙材料,用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。虽然国内也有此类聚氨酯材料相关研究报道,但尚不能合成该材料,而主要依赖于进口。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物基材料院重点实验室万晓波研究员带     

半纤维素基水凝胶制备及应用研究进展

半纤维素基水凝胶是一种具有优异保水性、良好生物相容性和力学性能的三维网络状亲水聚合物,在软材料领域尤其是半纤维素基材料研究领域备受瞩目。本文综述了近年来半纤维素基水凝胶的研究进展,从化学交联和物理交联两个方面介绍了半纤维素基水凝胶的制备方法、形成机理和性能,比较了化学交联中光、酶、微波辐射和辉光放电电解等离子体等不同引发体系的差异,总结了半纤维素基水凝胶在药物控释、伤口敷料、高效吸附及3D打印等领域的最新应用和发展,并对半纤维素基水凝胶领域所面临的挑战进行了总结和展望,以期为新型半纤维素水凝胶的研究提供参考。     

丝素蛋白水凝胶作为药物载体材料的研究进展

丝素蛋白是一种天然高分子生物材料,它具有独特的结构及自组装能力,无毒性、无刺激性、优良的生物相容性和可降解性等特点。由丝素蛋白制备的水凝胶具适宜的机械强度,可控的药物释放速度及药物存储和缓释性。本文基于丝素蛋白的结构特点及制备方法,综述了近年来丝素蛋白水凝胶作为药物载体材料的研究进展。     

2012年世界科技发展回顾(新材料篇)

美国无机非金属材料、金属材料、高分子材料以及生物医用材料领域取得了多项成果。高分子材料领域:西北大学等用聚二甲基硅氧烷的聚合物造出多孔三维高分子材料,再将液态金属灌入孔中,从而开发出能够像橡皮筋一样延展拉伸的电子材料,就算被弯曲或拉伸到原始尺寸的200%也能够正常工作,其在医疗器械和消费电子设备制造等领域具有相当广泛的应用价值。生物医用材料领域:匹兹堡大学和麻省理工学院研制出一种会自动收缩舒张的BZ凝胶,施加一定的机械压力后,     

聚乙烯醇导电水凝胶增强剂的研究进展

聚乙烯醇是一种应用极为广泛的水溶性材料，能过通过交联形成水凝胶。聚乙烯醇导电水凝胶具有良好的亲水性、生物可降解性、生物相容性、高结晶性和与纳米纤维素混合的可行性。聚乙烯醇导电水凝胶同时也具有较好的导电性，使得其在生物医学、柔性传感等领域具有广泛的应用前景。综述了聚乙烯醇导电水凝胶在柔性传感领域的最新发展，重点了介绍了导电填料和增强剂，包括聚合物多交联、纳米复合材料、甘油及乙二醇。进一步介绍了此类水凝胶的力学性能和电性能。最后，讨论了聚乙烯醇水凝胶在柔性传感领域面临的挑战和未来展望。     

N-异丙基丙烯酰胺类纳米水凝胶在生物识别中的研究进展

智能型纳米水凝胶是一种内部为三维网络结构且能稳定分散在水中形成胶体体系,粒径在1～1 000 nm,能感知外界环境刺激,并对其进行响应的新型高分子材料。其中具有温敏性的N-异丙基丙烯酰胺类纳米水凝胶是目前水凝胶研究的热点之一,它会随着外界温度的改变而发生体积相转变,凭借其良好的生物相容性和灵敏的温度响应性,在给药系统、蛋白质分离、医学诊断、生物传感器、生物材料等生物医学领域受到了广泛的关注。结合本课题组近年来的相关工作,主要综述了基于N-异丙基丙烯酰胺类纳米水凝胶微球在蛋白识别、药物输送与释放、DNA分离等生物识别中的应用研究和发展前景。     

抗冻高分子水凝胶的设计策略及应用进展

高分子水凝胶具有优异的生物相容性、延展性和变形能力,在诸多领域显示出巨大的应用前景。然而,在低温下水分子冻结,水凝胶会失去其优异的性能。近年来抗冻水凝胶材料受到广大研究者的青睐。文中主要综述了抗冻高分子水凝胶的设计策略与方法,重点介绍了3类抗冻水凝胶,即基于离子水合作用的抗冻水凝胶、基于氢键作用的抗冻水凝胶及基于离子水合与氢键协同作用的抗冻水凝胶,并阐述了抗冻水凝胶材料在软致动器、超级电容器/电池和传感器等领域的应用进展,最后讨论了抗冻水凝胶在未来发展中仍然需要解决的关键性问题和发展方向。     

青岛能源所开发出新型聚氨酯材料

聚氨酯水凝胶兼具水凝胶和聚氨酯的优点,机械强度高,性能调控范围广,广泛应用于生物医学及工业领域。其中,高抱水量、高机械强度的单组份聚氨酯水凝胶具有施工方便、生态环保等优势,可作为一种优异的高分子聚合物固沙材料,用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。虽然国内也有此类聚氨酯材料相关研究报道,但尚不能     

磁性水凝胶作为药物载体的应用研究进展

磁性水凝胶是一类同时具有磁性材料、高分子材料及水凝胶的性质特点的无机/有机复合材料。因具有优良的磁学性能及生物相容性,其作为新一代的药物载体可以实现磁响应、磁靶向及磁热疗等功能,在药物控制释放领域具有广阔的应用前景。对磁性水凝胶的制备方法及其在药物载体领域的研究情况进行了综述,详细介绍了磁性水凝胶作为药物载体的两种药物释放机理(ON/OFF模型及热敏释放原理),及其在磁靶向药物控释、磁热疗和磁共振成像方面的应用研究现状。     

磁性水凝胶研究进展

水凝胶是亲水性而又不溶于水的、具有三维网络结构的高分子材料,因其独特的吸水和良好的生物相容性等优点而受到材料科学和生物医学工作者的关注,得到了广泛应用及研究.结合笔者实验室开展的辐照聚合法制备磁性水凝胶的研究工作,较全面地介绍了国内外水凝胶材料的研究现状及其在生物医药等领域的应用,重点介绍了磁性水凝胶的制备、应用,并展望了其发展前景.     

高强度水凝胶纳米复合材料的研究进展

水凝胶是化学或物理交联而成的具有三维网络结构的高分子材料,其高分子网络中含有大量的水并能保持一定的形状,是一种特殊的半固体材料。水凝胶由于具有许多优异的性质,在工业、农业、生物医学领域得到广泛重视,然而传统水凝胶的力学性能差,限制了其应用。因此提高水凝胶力学强度的研究吸引了国内外众多研究者的关注。总结了近年来几种主要类别的高强度水凝胶纳米复合材料的实验及理论研究工作,重点分析了纳米复合凝胶在力学性能方面的研究结果,并对其未来的发展进行了展望。     

化学所在水凝胶的可控构筑及功能化方面取得重要进展

正高分子水凝胶是一种具有三维交联网状结构的高分子材料,在组织工程、伤口敷料、疾病诊断与治疗等生物医学工程领域具有重要的应用价值。但是,传统水凝胶的性能难调控、力学强度弱、生物相容性差、生物不可降解,限制了其临床实际应用。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,化学所高分子物理与化学实验室的科研人员在水凝胶的可控制备方面取得重要进展。研究人员设计一类具有易断     

天然多糖基可注射水凝胶在组织工程中的研究进展

组织工程技术是帮助人类器官或组织进行修复的重要手段。水凝胶材料具有与人体组织相似的三维多孔网状结构,是组织工程中的优选材料。可注射水凝胶能够以微创手段植入人体,可以填充不规则缺损、降低手术风险并提升操作便捷性。天然多糖基可注射水凝胶具备优异的生物相容性及生物降解性,非常适合用作医用植入材料。近年来,基于天然多糖材料的可注射水凝胶引发广泛关注,研究者针对其制备方法及其在组织工程领域的应用开展了大量工作并取得长足进展。介绍了天然多糖基可注射水凝胶的几类典型多糖聚合物原料,阐述了可注射水凝胶的设计机理,并总结了此类水凝胶在强度提升、生物打印两大方向的功能化研究成果。在此基础上,对天然多糖基可注射水凝胶的未来发展方向进行了展望。     

聚乳酸梯度功能材料的制备与应用研究

聚乳酸是一种具有良好的生物相容性、生物降解性和生物吸收性的高分子材料,近年来,被广泛应用于生物医用及日常生活等领域.梯度功能材料作为一种新型的复合材料,凭借其独特的性能优势受到广泛关注.综述了聚乳酸梯度功能材料的制备方法以及其在国内外应用领域取得的最新研究成果,展望了聚乳酸梯度功能材料未来的发展方向和应用前景.     

基于动态化学键构建自愈合高分子水凝胶

高分子水凝胶是一种具有三维网络结构的软材料,能够吸收并保持大量的水分。高分子水凝胶具有良好的生物相容性和力学性能,在生物医学和生物工程领域具有重要的应用价值。自愈合水凝胶是一种能够响应外界刺激并修复自身损伤的智能凝胶。相比传统水凝胶,自愈合水凝胶具有修复损伤的特性,近年来受到科学界的广泛关注。基于动态化学的自愈合水凝胶是一种能够通过动态的共价键或非共价键交联而重新形成三维网络结构从而修复损伤的新型自愈合水凝胶,该水凝胶能够快速多次地修复自身损伤,有良好的环境适应性,为开发多功能智能新材料奠定了基础。本文综述了近年来基于动态化学键构建自愈合水凝胶的研究进展,重点阐述了基于氢键相互作用、金属配位相互作用、主-客体相互作用、离子相互作用、亲疏水相互作用、亚胺键/酰腙键、硼酸酯键和二硫键的自愈合水凝胶的最新研究情况,同时提出了自愈合水凝胶的一些问题,并分析了未来的发展方向。     

用于药物载体系统的多糖材料的修饰方法

癌症是一种致死率极高的全球性疾病。迄今为止,化学药物疗法仍然是治疗癌症最为直接有效的手段,然而,目前采用的化疗药物通常不具备特异性,在杀死肿瘤细胞的同时也会对正常组织细胞带来严重的毒副作用。因此,如何安全有效地将抗癌药物输送至肿瘤组织并增强药物在肿瘤细胞内的吸收是当今癌症治疗领域急需解决的难题。药物控制释放技术通过功能化载体材料对药物进行负载,对药物释放位点及速率进行控制,从而实现降低药物毒副作用、提高药物生物利用度的目的。载体材料是实现药物控制释放的技术关键,因此,设计并开发多功能药物载体已成为该领域的研究热点。理想的药物载体通常需具备高稳定性、低生物毒性、非免疫原性及组织靶向性等特点。目前,无机纳米粒子、脂质体、水凝胶、聚合物胶束、微囊等多种药物载体已被广泛应用于癌症的诊断及治疗研究。基于天然高分子材料的药物载体因具有优良的生物相容性及临床应用前景受到了众多研究者的青睐,因此,对天然高分子材料进行化学修饰构建药物载体也已成为药物控释领域的重要研究方向。多糖是一类具有良好生物降解性及生物相容性的天然高分子材料,具有在自然界中种类丰富、水溶性高、容易进行化学修饰等优点。多糖的分子结构中含有大量的活性反应基团(羟基、氨基和羧酸基团等),经过特定的化学修饰,改变其物理或化学性质可形成水凝胶、胶束、囊泡等结构,其作为药物载体在生物材料领域具有潜在的应用价值。目前,常用的多糖修饰方法包括疏水性分子接枝、醛基化改性、原位二硫键修饰等。修饰后形成的基于多糖的药物载体具有药物释放速度可控、生物安全性好等特性,并且可以实现改变药物进入人体的方式及在体内的分布,被动或主动靶向将药物输送到特定的作用部位,达到靶向治疗的目的。本文综述了多种对天然多糖进行化学修饰,构建水凝胶、胶束及囊泡类多糖药物载体的方法,并简要讨论了基于多糖的药物载体在生物医学领域的研究前景及应用价值。