介孔硅纳米涂层制备及其载药性能

层层自组装(LBL)技术可以通过改变组装的构筑单元及组装层数调控多层膜表面的物理、化学性质.使用层层自组装技术对生物材料表面进行改性,构筑纳米粒子复合涂层引入药物,可改善材料表面的生物相容性和功能特性.采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板,通过正硅酸四乙酯(TEOS)的溶胶-凝胶法(Sol-gel)制得介孔硅(MSN);再将带负电MSN与带正电聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)交替组装,得到了介孔硅纳米涂层.研究了多层膜的层层自组装形成,并考察了涂层的载药性能;通过在介孔硅纳米涂层上表面引入PDDA-衍生层(覆盖层),增强了涂层中的药物的缓释特性.这种具有缓释功能的多层膜有望应用于医学临床.     

生物功能化多层膜及其在组织工程中的应用

生物功能化多层膜在组织工程中具有重要应用.针对特定的需求,采取层层组装等方法,对材料表面进行修饰和功能化,构筑具有特殊生物功能的多层膜,用于改善材料的生物相容性并调节其生物功能,是当前该领域研究的一个热点,也是组织工程研究发展领域的一个挑战.层层组装技术是构筑生物功能化多层膜,实现其特定生物特性的一种重要技术方法,在生物功能化多层膜组装技术中占有重要地位.本文重点评述了生物功能化多层膜的种类及其层层组装的构筑方法,同时重点介绍了层层组装生物功能化多层膜在组织工程血管和组织工程骨两个领域的重要应用,并展望了其今后的发展方向.     

PAH/(NaP5W30/PAH)n多层膜光致变色性质的研究

利用LbL自组装技术构建了PAH/(NaP5W30/PAH)n多层膜,并采用IR、UV等方法对多层膜进行了结构表征.在多层膜光照变蓝后,通过UV-Vis和ESR光谱对多层膜的光致变色性能及其机理进行了研究.结果表明,NaP5W30在多层膜网络中仍保持Preyssler结构,与聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)发生强烈的静电相互...     

生物医用材料的生物相容性研究现状

生物材料是一个发展十分迅速的领域,良好的生物相容性是生物材料必须满足的基本要求,生物相容性主要指材料的组织相容性和血液相容性。主要概述了生物医用材料的种类和提高生物相容性的方法,包括人工血管内皮细胞化技术、离子束改性技术、自组装单分子层膜技术和材料表面肝素化技术等。材料表面改性,不仅能改善其生物相容性,还能提高其有关物理性能。目前常用的生物相容性的评价方法包括四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法、细胞培养法、测血小板法等。提高生物医用材料的应用效果,并大力发展这一新高科技产业,将具有重要的民生和社会意义。     

荧光探针自组装膜对久效磷农药的检测

采用CdSe量子点作为荧光探针,将巯基丙酸稳定的CdSe、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和乙酰胆碱酯酶(ACHE)通过静电吸引法,层层组装到石英表面,构建一种荧光性自组装多层膜Quartz/PDDA/CdSe/PDDA/ACHE/PDDA.利用有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制机理,成功地将自组装膜用于痕量久效磷农药的检测.实验表明,在乙酰胆碱酯酶被抑制16 min,底物乙酰胆碱浓度为8.8 mmol.L-1的条件下,该膜对久效磷的检测限低至48.64 nmol.L-1.所构建的自组装膜稳定性较好、灵敏度较高,可以再生使用.     

脑深部刺激电极表面多壁碳纳米管的电泳沉积工艺研究

为了提高脑深部刺激(Deep brain stimulation, DBS)电极-组织界面的电学性能和生物相容性,提出一种直流电泳法沉积多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)制备电极表面纳米结构对其进行修饰改性的方法,将不锈钢片和铜电极接在直流电源的阳极和阴极,放入经过纯化处理和功能化处理后配制成的MWCNTs悬浊液中,设置电压和电泳时间,即可在不锈钢片上沉积多壁碳纳米管。本文对多壁碳纳米管修饰电极的电泳沉积工艺进行了研究,评价了电泳沉积形成的多壁碳纳米管薄膜的稳定性、材料成分和生物学特性。研究结果表明电泳沉积多壁碳纳米管的最佳参数是20 V和7 min,电泳沉积可以在电极表面形成20~100 nm的碳纳米管结构膜层,膜层表面颗粒均匀,排列致密,连续性好,没有裂纹,且薄膜的纯度较高,生物相容性良好,具有较好的电化学稳定性,但机械稳定性有待提高。该方法在保证电极/组织界面生物相容性的基础上,能有效避免电极电性能下降,从而提高电极的综合性能。     

脑深部刺激电极表面多壁碳纳米管的电泳沉积工艺研究

为了提高脑深部刺激(Deep brain stimulation, DBS)电极-组织界面的电学性能和生物相容性,提出一种直流电泳法沉积多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)制备电极表面纳米结构对其进行修饰改性的方法,将不锈钢片和铜电极接在直流电源的阳极和阴极,放入经过纯化处理和功能化处理后配制成的MWCNTs悬浊液中,设置电压和电泳时间,即可在不锈钢片上沉积多壁碳纳米管。本文对多壁碳纳米管修饰电极的电泳沉积工艺进行了研究,评价了电泳沉积形成的多壁碳纳米管薄膜的稳定性、材料成分和生物学特性。研究结果表明电泳沉积多壁碳纳米管的最佳参数是20 V和7 min,电泳沉积可以在电极表面形成20~100 nm的碳纳米管结构膜层,膜层表面颗粒均匀,排列致密,连续性好,没有裂纹,且薄膜的纯度较高,生物相容性良好,具有较好的电化学稳定性,但机械稳定性有待提高。该方法在保证电极/组织界面生物相容性的基础上,能有效避免电极电性能下降,从而提高电极的综合性能。     

羟基磷灰石/碳纳米管复合生物材料的制备与表征

为了赋予碳纳米管(CNTs)表面良好的生物性能,拓展CNTs在硬组织生物材料及组织工程支架材料中的应用,采用化学共沉淀和水热后处理法宏量制备了羟基磷灰石(HA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过调节制备过程中浓硝酸纯化的MWCNTs加入量,考察不同MWCNTs含量的HA/MWCNTs复合材料的结合形式.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征结果表明,当ω(MWCNTs)＝15%时,MWCNTs表面均匀地包覆了一层由纳米HA晶粒紧密相连的膜层,在此情况下MWCNTs与纳米HA形成最佳结合状态.体外细胞培养实验表明,制备的HA/MWCNTs复合材料具有良好的生物相容性.     

浅议高分子的表面化学组成生物特性

生物相容性是高分子材料在临床上用作医用装置的基本要求,改变高分子材料的表面化学组成是提高其生物相容性的重要途径。论述了构建表面化学组成改性高分子材料生物相容性的最新研究进展,并对改善高分子材料生物相容性的研究方法提出了一些看法     

聚乙烯吡咯烷酮/聚苯胺自组装超薄膜的制备研究

利用聚乙烯吡咯烷酮(PVPon)与聚苯胺(PAn)间的氢键作用为驱动力通过层层自组装技术(LBL)构建了(PVPon/PAn)多层超薄膜.分别利用紫外-可见光谱、红外光谱、原子力显微镜、扫描电镜、X射线反射等对该自组装多层膜的沉积过程、吸附动力学、成膜驱动力、形貌、结构等进行了研究,结果表明,PVPon/PAn氢键自组装多层膜结构有序,表面粗糙度小.     

钯取代磷钨杂多酸/聚酰胺-胺复合膜的制备及电催化性能

通过层层静电自组装法在基底上原位制备了钯取代Keggin型磷钨杂多酸/聚酰胺-胺多层膜修饰电极.利用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜等手段对多层膜的组成和表面形貌进行了表征.结果表明,经杂多酸阴离子和聚酰胺-胺交替组装形成的多层膜生长均匀且表面平整.用循环伏安法研究了多层膜的形成过程及电化学性能.测试结果表明:多层膜在0.4～-0.6V电位范围内出现一对归属于Pd(Ⅱ)/Pd(Ⅰ)的氧化还原峰,该峰随pH值和扫描速率的改变而发生一定程度的形变;在pH=4的缓冲溶液中,多层膜修饰电极的稳定性良好且对BrO3-和H2O2的还原反应表现出良好的催化活性.     

基因活化聚乳酸表面工程的初步研究

运用层层自装(layer-by-layer self-assembly)技术,在聚乳酸表面形成半乳糖苷化的壳聚糖(galactosylated chitosan, GC)/DNA多层膜结构,构建基因活化的生物材料.用接触角测试仪及紫外吸收光谱仪监控多层膜的组装过程及DNA的释放行为,倒置荧光显微镜观察HepG2细胞在GC/DNA多层膜修饰的聚乳酸表面的细胞形态及生长状态.结果表明:GC/DNA的交替吸收在聚乳酸表面形成了多层膜结构,DNA在PBS缓冲液(pH=7.4, 37 ℃)中的释放可持续42 h以上.黏附在多层膜修饰的聚乳酸表面的HepG2呈现纺锤样的细胞形态.另外,半乳糖是肝细胞表面无唾液酸糖蛋白的受体,从多层膜上释放出来的GC/DNA颗粒可被肝细胞特异识别并结合.     

层层自组装法制备血红蛋白/多壁碳纳米管多层膜及其传感应用

将血红蛋白和多壁碳纳米管层层自组装到壳聚糖修饰玻碳电极表面,构建无电子媒介体的电流型生物传感器({Hb/MWCTs}n/chit/GCE)。利用紫外-可见吸收光谱、电化学交流阻抗谱、循环伏安以及原子力显微镜等研究{Hb/MWCTs}n多层膜的Lb L自组装过程,探讨基于{Hb/MWCTs}n多层膜的电化学传感器最佳性能及其对H2O2的检测应用。结果表明:传感器对H2O2表现出良好的电催化活性和稳定性,H2O2检测线性范围为2.5×10-6～1.1×10-4 mol·L-1(相关系数r=0.999 1),检测限为1.2×10-7 mol·L-1 (S/N=3)。     

氧化石墨烯多层膜在棉织物上的层层组装及其电磁屏蔽性能

利用改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯,采用浸蘸式层层组装技术在棉织物表面制备氧化石墨烯/聚二甲基二烯丙基氯化铵盐酸盐(GO/PDDA)多层膜,并测试其电磁屏蔽性能,探讨GO/PDDA多层膜沉积层数对电磁屏蔽性能的影响.结果表明,随着GO/PDDA多层膜沉积层数的增加,氧化石墨烯在棉织物表面的含量增多,棉织物电磁屏蔽性能提升.当GO/PDDA多层膜层数为15时,电磁屏蔽效能达到3.16dB,表明52%的电磁波被具有电磁屏蔽性能的棉织物屏蔽.     

CD133功能化肝素/胶原蛋白多层膜改性小口径膨胀体聚四氟乙烯人造血管

小口径膨胀体聚四氟乙烯(ePTFE)人造血管是血管移植手术中最常见的替代品之一,然而术后血栓的形成和血管内腔的再狭窄是导致手术失败的重要因素。采用静电层层自组装的方法构建CD133功能化肝素/胶原蛋白(HEP/COL)多层膜可以抑制血栓的形成,并且为血管的内皮化提供可能;通过扫描电镜、红外谱图跟踪HEP/COL多层膜的组装过程,利用激光共聚焦显微镜来证明抗体的接枝。结果发现,CD133功能化的HEP/COL多层膜成功地覆盖到了ePTFE人造血管表面;接触角从127°减小到106°,表明血管的浸润性得到提高;血小板吸附的实验结果表明,改性后的人造血管表面血小板吸附数量明显减少,具有良好的抗凝血性。     

自组装单层和多层衬底制备纳米碗的对比研究

采用不同自组装技术制备单层和多层有序聚苯乙烯微球模板.在此基础上,制备Co/Pt多层膜纳米碗阵列.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对两种样品表面形貌和磁性进行了分析.结果表明:以单层和多层模板制备磁性多层膜纳米碗结构,在不考虑纳米点的相同条件下,只要微球直径相同,其制备的纳米碗Co/Pt多层膜磁性相同.     

脑深部刺激电极表面多壁碳纳米管的电泳沉积工艺研究

为了提高脑深部刺激(DBS)电极组织界面的电学性能和生物相容性,提出一种直流电泳沉积多壁碳纳米管(MWCNTs)制备电极表面纳米结构对电极进行修饰改性的方法,将不锈钢片和铜电极接在直流电源的阳极和阴极,放入经过纯化处理和功能化处理后配制成的MWCNTs悬浊液中,设置电压和电泳时间,即可在不锈钢片上沉积多壁碳纳米管。对多壁碳纳米管修饰电极的电泳沉积工艺进行了研究,评价了电泳沉积形成的多壁碳纳米管薄膜的稳定性、材料成分和生物学特性。研究结果表明,电泳沉积多壁碳纳米管的最佳参数是20V和7min,电泳沉积可以在电极表面形成20～100nm的碳纳米管结构膜层,膜层表面颗粒均匀,排列致密,连续性好,没有裂纹,且薄膜的纯度较高,生物相容性良好,具有较好的电化学稳定性,但机械稳定性有待提高。该方法在保证电极-组织界面生物相容性的基础上,能有效避免电极电性能下降,从而提高电极的综合性能。     

自组装单层膜的研究

自组装膜(self-assembled monolayers,SAMs)是通过有机分子反应活性头基与固体界面之间自发反应形成的稳定、有序、紧密堆积的超薄膜结构.近年来,通过界面自组装在固体表面形成超薄层有机材料的研究受到人们的广泛关注,在非线形化学、分子生物学、材料科学、分子器件、生物传感器等领域具有广泛的应用前景.对自组装单层膜的制备、特点、类型、机理和应用等方面进行了探讨.     

超声辅助法制备PWA-PVP多层膜及其可见光光致变色

利用超声波对前驱体进行预处理, 采用逐层组装法（LbL）合成由磷钨酸（PWA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）组成的新型可见光光致变色无机-有机多层膜. 在可见光照射下, 无色膜变成蓝色, 当薄膜在黑暗中与氧气接触或在空气中加热时发生褪色. 在X射线光电子能谱(XPS)中, 进一步将超声辅助LbL膜的W中W⁶⁺还原为W⁵⁺, 表明PWA颗粒与PVP基质间发生光还原反应. 超声辅助分散PWA颗粒可增强两光致变色性能, 将PWA的尺寸减小到量子点尺寸（10 nm至3.4 nm）, 诱导质子转移效应和介电限制效应. 在相同的照射时间内, 吸收峰的强度增加（0.23→0.45）, 激发能变小（2.51 eV→2.23 eV）, 扩大了吸收波长的范围和特征峰吸收强度, 从而获得较高的着色速率.     

层层自组装功能化涂层及其生物应用研究进展

层层自组装作为一种新颖的材料制备技术,具有制备条件可控,适用于多种物质,具备产业化前景等诸多优点.探讨层层自组装技术的优势及其近几年的生物医学应用(构建生物相容性界面,改性组织工程支架表面,药物载体的制备)和功能化涂层应用,重点详述用层层自组装技术制备功能化涂层并使其具有不同响应性的研究进展.