聚酯类可吸收型医用缝合线的单体——乙交酯及丙交酯的合成

可吸收型医用缝合线是一种能经受生物组织反应,经降解后被人体吸收的高分子材料。本文以α-羟基酸为原料合成了聚酯类可吸收型缝合线的单体:乙交酯和丙交酯,测定了它们的IR,NMR,MS以及DSC图谱。利用中间产物的质谱讨论了交酯生成的反应途径。运用DSC图谱以及加热红外光谱讨论了α-乙交酯、β-乙交酯的稳定性,得到α-乙交酯较为稳定的结论。     

聚乙醇酸熔融水解性能及动力学的研究

用一步反应合成了聚乙醇酸,并系统地研究了聚乙醇酸在蒸馏水中的熔融水解规律。利用红外光谱对聚乙醇酸的结构进行了分析,测定了聚乙醇酸的质量损失率、特性黏数、结晶度和介质的p H值。结果表明,在熔融水解过程中,聚乙醇酸的化学结构没有发生变化、质量损失逐渐增大、特性黏数和介质的p H值逐渐降低。熔融降解过程中,聚乙醇酸的结晶度前期上升,后期下降。质量损失率和介质的pH值与时间均呈线性动力学关系,相关系数分别为0.982 2,0.953 1,速率常数分别为4.395 h-1,0.06 h~(-1);特性黏数随时间的变化规律符合动力学方程ln([η]0/[η])=kt,相关系数为0.939 7,降解速率常数为0.031 8h~(-1)。聚乙醇酸熔融水解降解程度比在磷酸盐缓冲溶液水解大得多。     

医用PPDO倒刺缝合线的体外降解性能

可降解倒刺缝合线的降解过程需要与伤口愈合时间相适应，为了深入研究聚对二氧环己酮(poly(p-dioxanone),PPDO)倒刺缝合线的倒刺结构及缝合线规格对其降解情况的影响，采用多种规格的PPDO倒刺缝合线和PPDO光滑缝合线进行体外实时降解试验对比。结合不同降解时间点，对缝合线的形貌、直径、质量、热力学性能、红外光谱及力学性能的变化情况进行分析。研究结果表明：倒刺缝合线在降解8星期(56 d)内的各项性能较稳定，可在伤口愈合过程中为软组织提供一定的力学支持，但8星期后缝合线发生碎裂且降解过程加快，倒刺结构和缝合线规格对PPDO缝合线的降解无明显影响。研究为后续PPDO倒刺缝合线体内降解试验和临床应用提供了依据。     

等温退火对PLLGA85/15结晶度、力学性能和降解性能的影响

研究了等温退火对左旋乳酸乙醇酸无规共聚物(PLLGA85/15)结晶度、力学性能和降解性能的影响。在最佳退火温度130℃时对材料进行退火操作。采用X射线衍射仪(XRD)考察了退火后材料的结晶情况,同时用万能力学试验机测试了材料的力学性能,并且研究了不同的退火时间对材料结晶度和力学性能的影响。对不同退火时间的PLLGA85/15材料进行降解实验,考察了材料降解过程中样品吸水率、失重率和降解液pH的变化。用凝胶渗透色谱仪(GPC)考察了降解后样品的分子量变化,用差示扫描量热分析仪(DSC)考察了材料降解后热力学性能的变化,用扫描电镜(SEM)观察了降解后样品的微观形貌变化。实验结果表明,随退火时间延长,材料结晶度和强度提高,至最大值后结晶度和强度保持不变;长时间的等温退火过程会导致材料的热降解,使分子量降低,从而导致材料的降解速率加快;而短时间的退火使材料结晶度提高,同时降解速率减缓。     

一种新型不饱和聚酯酰胺树脂的合成与表征

 为研究可完全环境降解材料以减少环境污染。采用本体熔融聚合法制备了一种新型不饱和聚酯酰胺树脂,并对不饱和聚酯酰胺树脂进行了表征。研究了不饱和聚酯酰胺树脂交联及水解性能。结果表明,新合成的不饱和聚酯酰胺树脂有多种交联方法并可通过热处理有效地增强其力学及降解(水解)性能。因此新合成的不饱和聚酯酰胺树脂是一种具有很大发展前途的可完全环境降解高分子材料。     

城市固废的热-固-液-气-化-生耦合模型

通过建立厌氧降解模型研究了温度对城市固废中生化降解过程的影响,对已有的生化降解反应速率一级动力方程进行了修正,通过加入温度影响系数考虑温度的影响.基于OGS软件,通过数值计算分析了温度对城市固废中纤维素、总糖、蛋白质和脂肪组分的降解过程的影响,并研究了不同温度下的水解与甲烷化过程.将大型模型槽试验数据与数值计算结果进行对比,揭示了温度在多场耦合作用中的影响.结果表明,在10~45℃温度范围内,温度会显著影响水解与甲烷化进程的反应速率.     

用壳聚糖制备可吸收性手术缝合线的研究

报道了用从虾蟹壳中提取的壳聚糖制备医用外科可吸收性手术缝合线的研究，并将该缝合线同羊肠线在小白鼠体内进行了缝合实验，通过组织切片、电镜扫描观察证明了壳聚糖手术缝合线在机体内的吸收优于羊肠线；也研究了缝合前后小白鼠体内的同工酶变化情况以及缝合后兔白细胞的变化及免疫反应．实验结果证明：用壳聚糖手术缝合线缝合动物伤口时乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、酯酶无变化，其中性粒细胞变化也不明显，不产生急性炎症反应和病理变化．同时在壳聚糖含量为１％时，实验动物不发生免疫反应．从而证明了壳聚糖手术缝合线是无毒、无害、无任何副作用，易打结、易被机体吸收的优良医用材料     

可见光响应光催化降解罗丹明B动力学研究

采用水热法分别制备了ZnO/CdS、BiVO₄/g-C₃N₄两种可见光响应光催化剂,针对光催化降解致癌物罗丹明B进行了实验研究。通过X射线粉末衍射表征,发现在温和条件下成功合成了光催化材料。其中,随着ZnO的掺杂,CdS的结晶度下降,粒径尺寸变小。紫外可见漫反射表明两种催化材料具有可见光吸收能力。质量比为1︰5的ZnO/CdS和80℃下制备的BiVO₄/g-C₃N₄有最高的降解率,降解反应符合一级动力学过程。     

荻的蒸汽爆破预处理研究

研究了蒸汽爆破预处理对荻化学组成变化以及纤维素酶水解效率的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱等分析爆破预处理对荻纤维形态、结构的影响.结果表明:蒸汽爆破预处理后物料中绝大部分半纤维素发生降解,部分木质素降解溶出,纤维素的相对含量有所提高;蒸汽爆破预处理后荻纤维表面和细胞壁受到不同程度的破坏,纤维素绝对结晶度降低,有利于酶水解作用进行;未处理原料的酶水解效率仅为14.38%,,蒸汽爆破预处理后纤维素酶水解效率最高达到了88.95%,.     

肌腱缝合线植入家兔体后的组织病理学观察

为探索肌腱缝合线植入动物体内的各种反应,将肌腱缝合线和羊肠线植入家兔体内,观察两种缝合线对家兔的生物相容性,结果发现缝合后家兔无体温升高现象,呼吸、脉搏正常,白细胞记数正常,病理检查正常,从而说明该缝合线具有良好的生物相容性,是一种理想的可吸收手术缝合线。     

浓酸水解蔗渣纤维质的动力学研究

研究硫酸和磷酸水解蔗渣的动力学。考察了酸浓度、固液比、粒度、温度对水解速率和糖产率的影响，以及水解蔗渣的结构特征，如电镜扫描颗粒表面、Ｘ—衍射结晶和比表面积等的变化，并建立了水解的动力学模型。     

Unravelling the dynamics of RNA degradation by ribonuclease II and its RNA-bound complex

RNA degradation is a determining factor in the control of gene expression. The maturation, turnover and quality control of RNA is performed by many different classes of ribonucleases. Ribonuclease II (RNase II) is a major exoribonuclease that intervenes in all of these fundamental processes; it can act independently or as a component of the exosome, an essential RNA-degrading multiprotein complex. RNase II-like enzymes are found in all three kingdoms of life, but there are no structural data for any of the proteins of this family. Here we report the X-ray crystallographic structures of both the ligand-free (at 2.44 A resolution) and RNA-bound (at 2.74 A resolution) forms of Escherichia coli RNase II. In contrast to sequence predictions, the structures show that RNase II is organized into four domains: two cold-shock domains, one RNB catalytic domain, which has an unprecedented alphabeta-fold, and one S1 domain. The enzyme establishes contacts with RNA in two distinct regions, the 'anchor' and the 'catalytic' regions, which act synergistically to provide catalysis. The active site is buried within the RNB catalytic domain, in a pocket formed by four conserved sequence motifs. The structure shows that the catalytic pocket is only accessible to single-stranded RNA, and explains the specificity for RNA versus DNA cleavage. It also explains the dynamic mechanism of RNA degradation by providing the structural basis for RNA translocation and enzyme processivity. We propose a reaction mechanism for exonucleolytic RNA degradation involving key conserved residues. Our three-dimensional model corroborates all existing biochemical data for RNase II, and elucidates the general basis for RNA degradation. Moreover, it reveals important structural features that can be extrapolated to other members of this family.     

具有乙氧羰苯氧基、甘氨酸乙酯和甲氧基乙氧基乙氧基侧链聚膦腈的合成及性能研究

 通过大分子亲核取代反应合成了可生物降解、具有温度响应性的、具有乙氧羰苯氧基、甘氨酸乙酯和甲氧基乙氧基乙氧基侧链的聚膦腈,用³¹P NMR、¹H NMR、IR、元素分析、DSC和GPC对其结构进行了确证.此聚膦腈的温度响应性能研究结果表明,在较高浓度的缓冲溶液中,其低临界溶液温度(LCST)不受浓度和pH值的影响;而在低浓度时,其LCST随浓度的减小而升高.亲脂性的乙氧羰苯氧基和甘氨酸乙酯侧链的引入,使此聚膦腈的LCST低于聚二(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈,而更接近于人体温度.对聚膦腈的水解降解性能研究结果表明,聚膦腈在碱性条件下的降解略快于在酸性条件下的降解,在中性条件下的降解最慢.这个新的聚膦腈在生物医用材料上具有潜在的应用价值.     

聚(丁二酸丁二醇酯己内酯)的扩链改性研究

以丁二酸、丁二醇、ε-己内酯、2,4-甲苯二异氰酸酯为原料,采用熔融缩聚法合成可降解的扩链改性共聚物.采用红外光谱、核磁共振测试对共聚物进行结构表征,确认了PBSCL的结构和组成;通过DSC对其热性能进行研究,表明共聚物具有较好的热性能,PBSCL的熔点随着ε-CL含量的增加而降低;同时研究了反应物配比及扩链反应温度对产物特性粘数的影响;共聚物的水降解结果表明其具有酸催化降解的特性.     

掺钇纳米TiO2的制备及其光催化降解性能

以价廉易得的TiCl4为原料,采用低温水解法制备出掺钇纳米TiO2光催化剂,进行了XRD分析,研究了掺钇纳米TiO2对甲基橙的光催化降解性能,结果显示:掺钇阻碍了晶粒生长,抑制了TiO2由锐钛矿向金红石晶型的转变,使粒径减小,光催化降解能力增强.实验条件下,掺钇纳米TiO2光催化剂降解甲基橙的最佳投加量为2.0g/L.     

仿生低阻力医用缝合针设计与刺穿过程的数值模拟

针对医用缝合针缝合过程产生的刺穿阻力会对软组织造成损伤且刺穿阻力越大损伤程度越高的问题，提出了低阻力医用缝合针仿生模型。以鼠李科植物酸枣树（Ziziphus jujube）钩刺为仿生原型设计针尖锥度/半径、针体曲率等，并在针体表面设置竖条纹凹槽，形成仿生低阻力医用缝合针；采用LS-DYNA软件与库伦摩擦模型进行仿生低阻力医用缝合针刺穿皮肤软组织过程的数值模拟。结果显示，竖条纹凹槽针体可使仿刺尖锥度/半径与刺体曲率的低阻力医用缝合针的刺穿阻力降低34.24%~58.48%，仿刺尖锥度/半径的低阻力医用缝合针的刺穿阻力降低30.26%~49.86%；采用数控精细加工技术制备仿生低阻力医用缝合针并进行功效测试，其刺穿带皮猪肉过程的刺穿阻力可降低43.02%。研究结果明确了医用缝合针形貌结构特征对刺穿阻力的影响规律，为低阻力医用缝合针仿生设计提供了理论参考。     

纳米尺寸非晶氮化硅结构模型研究

根据晶态和非晶态氮化硅原子的相关性结构特征，构造出了正四面体Ｎ结构和平面三角形Ｓｉ结构相互嵌套的基本结构单元，模拟出了纳米量级非晶氮化硅的结构模型，其主要结构参数与实验吻合，这种模型可进一步用于非晶和纳米非晶氮化硅材料的结构和性能研究之中．     

衣康酸酐与L-丙交酯共聚物的制备与性能研究

以衣康酸酐(IAn)和L-丙交酯(LLA)为单体、辛酸亚锡为催化剂,采用熔融开环聚合的方法合成一种新型的生物基聚乳酸共聚物(IAn-PLLA).用1 H-NMR、GPC、DSC、TGA、XRD、水降解测试表征共聚物的结构与性能.1 H-NMR结果表明,合成的共聚物为预期产物;DSC和TGA分析表明,随着IAn摩尔比增大,IAnPLLA的熔点和玻璃化转变温度降低,但仍有较好的热稳定性;磷酸盐缓冲溶液(pH=7.4)中的降解测试结果表明,随着衣康酸酐含量的增加,共聚酯的降解速率显著提高.     

P(BS-CL)的合成与降解性能研究

该实验先合成端羟基聚丁二酸丁二醇酯(PBS),然后在催化剂的作用下使ε-己内酯开环,再与预先合成的端羟基PBS反应,通过改变BS与ε-己内酯的配比,合成系列PBS与ε-己内酯的无规共聚物.利用1H-NMR、FT-IR、特性粘数测定,吸水率和水降解测试等方法对共聚物的组成结构和降解性能进行研究.通过1H-NMR、FT-IR确认了产物为预期产物;通过对不同配比样品的特性粘数进行测试,表明当BS∶CL为8∶2时,样品的特性粘数最大;样品的吸水率和水降解测试说明随着CL组分的增加,共聚物的吸水性和失重率得到了提高.     

密肋复合墙体水平承载力及抗侧刚度研究

密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件之一,其受力特点与抗震性能是密肋壁板结构体系计算理论与设计方法研究的基础核心.通过对密肋复合墙体在水平低周反复荷载作用下的试验研究,分析墙体的水平承载能力及侧向变形性能.应用人工神经网络对密肋复合墙体的水平承载力及顶点侧移进行预测,平均相对误差为5.4%.提出了密肋复合墙体的抗侧刚度退化曲线和骨架曲线模型,并给出统一的表达式,为进一步的研究提供了基础.