贻贝仿生组织粘合剂研究进展

在组织创伤修复中,常需要应用传统的固定材料或组织粘合剂,虽然组织粘合剂较传统的固定材料有诸多优势,但仍然不能满足临床应用的要求。海洋生物贻贝能够分泌富含多巴的蛋白质,可在潮湿环境中牢固粘附于各种材料的表面。目前,已开展了大量关于贻贝粘附机理的研究,受此优异粘附性能的启发,国内外许多课题组开展了仿生组织粘合材料的研究,并在相关领域探索其应用。介绍了贻贝足盘粘附机理及贻贝仿生粘合材料的研究现状,并展望了该领域未来的发展方向。     

多巴胺对骨修复材料表面改性的研究进展

随着骨缺损病患的日益增多,对骨修复材料的要求越来越高,寻求有效的方法使骨修复材料实现功能化,以改善材料与骨组织之间的相互作用及促进骨组织快速修复成了关键所在。海洋生物贻贝分泌的粘附蛋白在水环境中展现出超强粘附性能,能牢固附着于各种材料表面。受粘附蛋白启发,研究发现多巴胺(Dopamine,DA)具有与贻贝粘附蛋白类似的结构和性能,其具有超强粘附性、化学反应活性以及生物相容性;特别是其对骨细胞有优异的粘附、增殖效果,有望用于骨修复材料的表面改性。着重介绍了DA的主要性能以及其在骨修复材料表面改性方面的研究进展。     

粘附性具有可控响应性的智能超疏水表面研究进展

具有特殊粘附性的超疏水表面因其广阔的应用前景而引起人们的极大关注。讨论了表面形貌和表面化学组成对超疏水表面粘附性的影响及超疏水表面粘附性的评价标准,综述了近年来粘附性具有可控响应性的超疏水表面的研究进展,并对超疏水表面粘附性的研究进行了总结和展望。     

基于金属络合的多巴及其衍生物在表面功能化及自修复领域的研究进展

多巴因其独特的粘附性、可反应性及优异的生物相容性而受到青睐。为满足高分子材料的特殊功能性和受损后可再使用的要求,仿生贻贝的灵感启发科学家们利用多巴及其衍生物与金属间的络合作用实现材料的表面功能化及自修复性。主要对多巴及其衍生物与金属材料的作用机理、对其主要基团邻苯二酚与金属络合作用及其在表面功能化及自修复领域的应用进行了介绍与探讨。     

仿贻贝蛋白聚合物在防污涂层中的应用进展EI北大核心CSCD

贻贝蛋白对不同基材表面都具备优异的黏附能力。研究表明,将贻贝蛋白的功能元-邻苯二酚基团引入到合成高分子中(仿贻贝蛋白聚合物)可有效模拟贻贝蛋白的功能特性。利用这种功能特性,通过在仿贻贝蛋白聚合物中引入防污组分可实现对不同基材的普适性强力黏附,是当前防污涂层领域中的研究热点之一。文中以仿贻贝蛋白聚合物的主链骨架的类型为主线,综述了近年来国内外仿贻贝蛋白聚合物在防污涂层中的应用进展,以期为研究人员探索新型的功能化贻贝仿生材料提供有益的借鉴和参考。     

包装材料表面超疏液性能耐久性及其提高方法

海量油墨、涂料、油漆、胶粘剂、沥青等的包装金属桶罐由于内部粘附属于危险固废且难于处理。酸奶、果酱、牙膏等的包装由于粘附不便于分类回收。材料表面超疏液性能源于表面微纳多级粗糙结构和低表面能。制约超疏液材料应用的瓶颈是表面微纳结构制备工艺复杂和力学强度低导致的耐久性差。本文总结提出了增强超疏液性能耐久性的四类技术方法:具有自我修复功能的超疏表面,SLIPS表面,具有形状记忆的微纳结构和提高表面微纳结构本身的力学强度。具有良好耐久性的包装材料有广阔的应用空间,可以解决包装废弃物回收和利用的关键难题。     

高分子基材料表面改性研究进展

大多数高分子材料表面硬度低、耐划伤性能差,影响了其使用寿命和应用范围。在高分子基体材料表面制备防护薄膜是一种简单有效的解决方法,成为表面防护的研究热点。然而,大多数高分子及其复合材料的表面自由能低,薄膜与基体间固有的界面粘附力较差,制约了其实际应用。文中探讨了机械啮合、化学键合和热力学粘附等三种主要的粘附机理,阐述了高分子基体材料表面改性的研究进展,指出了不同改性方法的优缺点,提出了薄膜界面粘附力研究存在的问题和发展方向。     

海洋生物表面粘附与仿生功能化

海洋污损生物的粘附已经成为人类开发海洋的一大障碍,研究海洋污损生物的粘附机制对航海运输具有重要意义。本文综述了包括双壳类,多毛虫,菌类等在内的三种海洋污损生物的表面粘附机制,三者释放的粘附蛋白具有高强度、高韧性和防水性的特点,对基底具有极强的粘附能力。这种功能主要源自核心的3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)介导交联和其与基底之间的相互作用,受其启发,可以设计开发多种基于DOPA的抗粘附材料、生物医用材料及防水粘结剂等,均有着广泛的应用。     

图案化与生物功能化聚3,4-乙烯二氧噻吩生物界面

本工作制备了具有可调控蛋白/细胞作用且低阻抗的功能化聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的图案化生物界面,并在空间上引导细胞的粘附行为.功能化PEDOT共聚物由具有抗非特异性粘附的磷酸胆碱功能化的EDOT(EDOT-PC)和可进行生物耦合反应的羧基功能化的EDOT(EDOT-COOH)两种单体共聚而成.本工作研究了不同组分共聚物的电化学阻抗性能及其对蛋白、细胞的抗粘附性能,同时通过精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)多肽的引入实现了在抗非特异性粘附背景下对细胞的特异性粘附.在此基础上,通过光刻及电化学沉积技术制备了由细胞特异性粘附区与抗细胞粘附区组成的图案化PEDOT生物界面,可有效地在空间上控制细胞粘附行为.该工作为研究细胞在材料表面的其他行为提供了可能性,在组织修复、再生工程中有着潜在的应用价值.     

微接触印刷技术在表面图案化中的应用

综述了微接触印刷技术在表面图案化中的应用．包括在金表面、玻璃表面以及聚合物表面制备物理、化学性质不同的图案化徽区，以及这些徽区在生物大分子徽阵列、细胞选择性粘附及功能调节、表面浸润性研究等领域的应用。着重介绍了“经典”徽印刷技术及最新发展状况，特别是在非模型的生物材料表面的应用。对影响徽印刷技术成功的因素也进行了简要分析。     

PLGA携载紫杉醇涂层包被TiNi合金的表面特性与生物性能

系统研究了PLGA携载紫杉醇包被TiNi合金的表面特性与生物性能。采用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了药物涂层的表面形貌及化学成分;采用高效液相色谱(HPLC)研究了在pH为7.4的PBS溶液中紫杉醇从TiNi合金表面涂层中释放特性,并通过血小板粘附试验研究了药物涂层的血液相容性。试验结果表明经涂覆后TiNi合金表面化学组成及结构随着载药量的增加而改变。紫杉醇在涂层降解初期释放较快,随着时间的延长,累积释放量增加缓慢。血小板粘附试验表明载药量为0%、10%、20%和30%时涂膜样品表面血小板粘附数量均小于未涂膜样品表面。而随着载药量的增加,涂膜样品表面粘附的血小板数量增加,血小板变形严重,当载药量为30%时,血小板出现明显的聚集现象。     

热解碳的氮离子注入处理及其血液相容性评价

主要报导了热解碳的氮离子注入处理、等离子体浸没离子注入及其血液相容性。用卢瑟福背散射、X射线衍射和喇曼光谱法分析样品的成份及结构。测试了注入前后热解碳样品的血小板粘附性能，经过注入处理的样品表面粘附较少的血小板，而且较少团簇及变形，优于临床应用的热解碳。蛋白质竞争吸附实验结果表明热解碳经PⅢ处理后，表面会吸附较多的白蛋白、较少的纤维蛋白原，具有更好的抗凝血性能。     

磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷表面接枝多肽改性研究

为在磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷(Apatite-Wollastonite Bioactive Glass-Ceramic, AW)表面引入能够促进细胞粘附的RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)多肽以提高其生物活性, 采用低温等离子法在材料的表面引入活性氨基基团, 并通过浸渍法使氨基基团与多肽发生反应。采用XRD、XPS、ATR-FTIR对AW的相组成及表面改性特性进行表征, 确认通过低温等离子法在AW表面接上氨基, RGD多肽分子与氨基反应以化学键合的形式接枝到材料表面(RGD-AW), 实现了在AW表面接枝生物大分子的改性。将改性前后的材料分别与类成骨细胞(MG63细胞)混合培养并使用荧光显微镜、SEM及MTT等测试方法对材料的细胞生物学性能进行了表征。细胞实验结果表明: 接枝RGD多肽分子的材料在细胞培养的早期阶段比AW更有利于细胞的粘附及铺展。     

基材与液晶种类对液晶复合膜血液相容性的影响

从仿生学的角度设计和制备结构及组成与生物膜及血管内壁相似的聚合物/液晶复合膜,作为新一类抗凝血生物材料,并通过血液相容性试验考察复合材料的抗凝血性能.结果显示:不同基材及液晶种类的聚合物/液晶复合膜,其溶血率值均小于5%,符合生物材料溶血试验的要求;复合膜的动态凝血性能取决于基材与液晶两者之间的兼容性及配比,动态凝血性能较佳的复合膜表面粘附的血小板大多呈单个粘附状态,数量较少,且基本无变形,呈现出良好的血液相容性.     

X90管线钢表面CuO超疏水涂层的制备和性能

用电沉积方法在X90管线钢表面制备Cu保护层,经水热反应及全氟辛酸修饰后制备出CuO超疏水涂层。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪和接触角测量仪等手段对涂层表面的相组成、微观形貌、化学成分及润湿性进行表征,研究了涂层的机械稳定性、防粘附性和耐腐蚀性。结果表明,具有疏水性的全氟辛酸成功嫁接到了由"花瓣"状CuO组成的微纳米混合结构上,使涂层表面与水滴的接触角约为161.24°,滚动角为3°左右;这种涂层表面表现出良好的机械稳定性、防粘附性和耐腐蚀性。     

甜菜碱聚合物研究进展

甜菜碱聚合物是一类具有生物防污、抗细菌粘附、血液相容等优良性能的聚合物,在医用生物材料、抗细菌粘附材料、船体防污涂层等方面有着良好的应用前景。文中介绍了国内外用于合成甜菜碱聚合物的主要单体结构,分析了几种主要的聚合方法(主要是活性聚合)在甜菜碱聚合上的应用及优劣性,归纳了甜菜碱聚合物的各种功能,并对其未来的发展方向作出了展望。     

常温铝合金无磷水基清洗剂BQ97的研究

通过正交分析法,以清洗能力和腐蚀性为指标,研制成常温铝合金无磷水基清洗剂ＢＱ９７。对清洗剂的７种主要性能测试结果表明：清洗能力、硬水稳定性、对漆层表面和粘附盐层表面的影响、全浸腐蚀性、夹层腐蚀性以及低温稳定性等性能基本符合美国军标ＭＩＬ－Ｃ－８５５７０Ｂ,具有实际应用前景。     

降低固-液界面粘附作用的微观结构调整方向研究

固-液界面粘附作用是影响液相在固体表面动态性能的关键因素,降低固-液界面粘附力是疏液表面迈向实际应用的关键突破点。为探讨固相表面微观结构对固-液界面粘附作用的影响,采用高粘低表面张力液相端羟基聚丁二烯(HTPB)为主要指示液相,通过反应溶液和条件控制来调控固相表面的微观结构和形貌,制备疏液表面,并利用接触角仪、高精度天平和高速摄像等手段研究HTPB在疏液表面的静态接触角和动态粘附-脱附过程行为,揭示降低固-液界面粘附作用的微观结构调整方向。结果表明,固相微观结构在一定程度的变化对静态接触角影响较小,但对HTPB在脱附过程中液滴的形变产生较大影响,同时对比研究了低粘高表面张力液相水和甘油在疏液表面的动态粘附-脱附行为和粘附力值,通过力学物理模型简化,表明固-液界面的粘附力除了与液滴形状的变形量和本质特性紧密关联,还取决于固相表面微观结构。通过固相表面微观结构对界面粘附力的影响特性,认为构筑的微观结构更均匀致密,三维(X\Y\Z)方向上尺寸均实现纳米、亚微米到微米的连续性跨越时,可使固-液界面粘附力显著下降。     

含氟嵌段共聚物蜂窝状多孔膜制备与表征

采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,合成聚苯乙烯(PS)大分子引发剂,再引发甲基丙烯酸十二氟庚酯制备嵌段共聚物(PS-b-PDFHMA)。将嵌段共聚物与纳米二氧化钛(TiO_2)复合,利用静态呼吸图法制备抑菌性多孔膜。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱等对嵌段共聚物结构、组成及相对分子质量进行分析和表征;利用扫描电子显微镜对多孔膜表面形貌和膜层结构进行观察;利用接触角测试仪和微生物粘附实验研究多孔膜表面润湿性及对微生物粘附的影响。结果表明,以水滴为模板的多孔膜相较于不含孔薄膜疏水性有一定改善,但细菌粘附量提高,与TiO_2复合后,多孔膜表面粗糙度上升,水接触角可达136°,其表面细菌粘附量明显下降。     

聚多巴胺涂层的制备及其衍生碳材料的概述EI北大核心CSCD

受贻贝粘蛋白的启发,聚多巴胺因其极强的黏附性、优良碳产率而受到广泛的关注。文章综述了浸涂法、转移法等聚多巴胺涂层的主要制备方法,并对制备过程中的各种影响因素进行了分析,揭示了其对聚多巴胺生成速率和最终聚多巴胺涂层厚度的影响规律;并对其衍生碳材料的制备方法、结构性质以及应用进行了简要概述,类似于石墨烯的层状结构、高导电性等特性促使了其在柔性电子、储能等前沿领域的广泛应用。