表面抗菌功能涂层的构建及在生物医用材料中的应用研究

近年来,生物医用材料在使用过程中产生的医源性感染问题层出不穷,对人们健康和生命造成严重威胁.表面抗菌涂层构建是解决该类医源性感染问题最有效的策略之一.目前,按照作用机制和功能不同将表面抗菌涂层分为接触式抗菌涂层、抗黏附抑菌涂层、抗黏附杀菌涂层以及智能抗菌涂层.表面抗菌涂层的构建不仅赋予了生物医用材料抗菌性能,有效解决了上述医源性感染问题,还可以提高材料的生物相容性,赋予其抗黏附、抗氧化、生物识别、传感等功能.本文旨在对目前表面抗菌涂层的种类、构建方法以及其在生物医用材料领域中的应用做一全面论述,为进一步开发高性能表面抗菌涂层并扩展其应用提供新思路.     

抗病毒涂层

随着COVID-19在全世界范围内的大规模传播,对世界人民的身体健康造成了严重的损害,人们认识到病毒除了可以通过各种飞沫传播外,还会因人体接触到受污染的表面而传播。然而,作为常用的表面抗病毒手段,消毒剂存在不能持续灭活病毒的缺点,这不利于抑制各种传染性病毒的传播。因此,全球迫切需要保护日常物体表面免受病毒的污染,以消除各种呼吸道病毒(如新型冠状病毒SARS-CoV-2)的传播。从这个角度出发,设计开发出有效的抗病毒涂层是十分重要的。本文从不同类型的抗病毒涂层出发,针对新型冠状病毒,探讨了纳米材料抗病毒涂层和聚合物抗病毒涂层的工作机制、性能评价方法、加工技术、实际应用和研究进展,还提出了一些策略以设计出更有效的抗病毒涂层。尽管其中一些抗病毒涂层还在实验阶段,但其在抗病毒方面已表现出巨大的潜力。     

多弧离子镀TiN与不同金属基材间的接触界面与表面特性

用多弧离子镀技术在不同金属基材上进行TiN镀膜实验,制备了TiN/Fe、 TiN/Cu和TiN/Cr/Cu复合膜.借助扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和光电子能谱(XPS),研究了TiN与Fe、 Cu和Cr/Cu三种不同衬底接触界面的形貌、结构及其表面特性.SEM观察发现,在一定离子镀膜条件下, TiN涂层可与Fe、 Cu和Cr/Cu金属基材形成均匀平整的接触界面,在铜基上TiN界面清晰,在Fe与Cr/Cu界面有明显的层状晶界微结晶分布.XRD分析显示, Fe、 Cu和Cr/Cu表面生成的薄膜都包含TiN、 Ti2N等多晶相,在Cr/Cu界面还包含Ti-Cr的金属间化合物.XPS结果表明,表面除了TiN膜外,还生成TiO2和TiOxNy等氧化膜.Ar+刻蚀5 min后, TiO2消失, TiOxNy减少, TiN则呈增加趋势.TiN与Cr/Cu界面形成明显的Ti-Cr和Cr-Ni互扩散层,这有助于增强薄膜附着力,形成较牢固的TiN涂层.     

聚乳酸自支持膜的叠加及其作为药物控释阻隔层的研究

发展了一种将自支持膜层层叠加制备多层膜的新方法,并研究了该薄膜对药物释放的调控效果. 首先利用聚乙烯醇作为牺牲层制备出聚乳酸自支持膜,然后将聚乳酸自支持膜转移或层层叠加到载药薄膜表面,最后对覆盖有聚乳酸薄膜的载药膜进行药物释放研究. 实验结果表明,聚乳酸薄膜对药物的释放起到了明显的调节作用,并且转移的薄膜的控释效果优于原位制备的薄膜,多层叠加的薄膜控释效果强于同等厚度的单层薄膜. 这可能是由于转移和叠加的薄膜层与层之间的空隙对药物的释放起到了缓冲作用所致. 这种基于自支持膜叠加制备多层膜的方法为药物涂层的研究提供了新思路,在生物材料、医用植入器件等领域都有一定的发展前景.     

用于抗新型冠状病毒的无机表面材料及其作用机制

由新型冠状病毒所导致的新冠肺炎疫情已对人类健康造成严重威胁, 病毒的大范围传播增加了对抗病毒表面材料(尤其是用于公共场所中)的需求. 本文综述了一系列具有抗病毒性能的无机表面材料, 包括金属单质及其衍生物、 石墨烯及其衍生物和沸石, 以及它们各自的抗病毒机制; 最后, 对无机抗病毒表面材料领域所面临的挑战与发展前景进行了总结与展望.     

吡咯聚合调控脉冲电沉积制备球形羟基磷灰石和银纳米粒子复合涂层

借助聚吡咯(PPy)的调控,采用脉冲电沉积法在生物医用金属钛表面制备出均匀的纳米HA/PPy/Ag抗菌复合涂层.考察了电解液中Py浓度、Ag~+浓度、钙磷盐浓度等对复合涂层的形貌及成分的影响.探讨了PPy聚合过程形成球形HA-NPs和Ag-NPs的形成机理,并对复合涂层的生物活性、生理稳定性及抗菌性能进行研究.研究结果表明,电解液中Py浓度的高低影响涂层的形貌,Py浓度为0.03 mol/L时有利于复合涂层的沉积.电解液中Ag~+浓度影响涂层的形貌、结晶,电解液中Ag~+浓度为0.3 mmol/L左右比较适合.电解液中Ca~(2+)浓度影响涂层的形貌及结晶,其浓度过高颗粒尺寸增大,Ca~(2+)浓度为5.0 mmol/L左右较适合.复合涂层能够诱导磷灰石的生成,使其沿着(002)晶面出现择优生长,具有较好的生物活性.PPy的加入大大降低了复合涂层中Ca~(2+)和Ag~+的释放速度,提高了复合涂层的生理稳定性.抗菌检测表明复合涂层具有良好的抗菌性.     

溶菌酶在羊毛表面的静电自组装固定化及其抗菌性能

通过层层静电自组装法将溶菌酶和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在羊毛纤维表面, 赋予其抗菌性. 应用扫描电镜(SEM)考察组装后纤维表面形态, Zeta电位、染色、溶菌酶活性测试研究纤维表面组装机制并考察改性羊毛抗菌效果. SEM结果表明组装后纤维表面粗糙, 部分凹槽被填埋, 证明溶菌酶/PSS自发组装到纤维表面. 表面电位、染料上染量、溶菌酶活力随纤维表面沉积物质不同, 均呈现明显的“层层交替振荡”现象, 证实了组装后纤维表面电荷的交替变化|织物紫外线透过率随组装层数增加呈近似线性降低, 表明溶菌酶在羊毛表面实现了多层组装, 揭示了羊毛纤维表面抗菌功能涂层的层层静电自组装构筑机制. 同时, 组装层数增多, 溶菌酶活性逐渐增大. 载酶羊毛抗菌率达到91.7%, 具有良好的抗菌性能.     

用于抑制海洋微生物附着的过渡金属配合物研究进展

许多金属配合物具有杀菌、抗病毒和抗癌的活性,在医疗卫生等领域占有重要地位,其生物活性机理也得到了较深入系统的研究.虽然一些过渡金属配合物也在防止海洋微生物附着方面得到应用,但是专门从配位化学和生物无机化学的角度对其进行总结分析的研究还未见报道.以配体的不同类型对这类过渡金属配合物进行分类,简介了其用于防海洋微生物附着的实验室研究和实际应用情况,并对未来研究前景进行了展望.     

镧掺杂纳米TiO2覆膜陶瓷的光催化自洁净和抗菌性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺镧纳米TiO2薄膜,并用浸渍提拉法覆膜在陶瓷表面.最佳工艺条件为:覆膜层数为3,焙烧温度为500℃,掺镧量为La3 /TiO2=0.003(摩尔比).用XRD、SEM等方法研究了薄膜的结构与形貌.陶瓷覆膜镧掺杂纳米TiO,具有良好的亲水性能,抗菌率高达99%.     

聚苯硫醚超疏水复合涂层的制备与性能

利用工业原料聚苯硫醚微粉和疏水性二氧化硅纳米粉末,采用喷涂法在瓷砖表面制备了疏水复合涂层.研究了热处理温度、组分配比对涂层表面形貌、粗糙度和接触角的影响,发现随着热处理温度升高,涂层表面粗糙度增大,随着疏水性二氧化硅含量的增加,由于表面聚集的疏水性二氧化硅增多,涂层疏水性增强,在热处理温度为280℃、疏水性二氧化硅与聚苯硫醚质量比为1∶1时,可获得超疏水涂层,涂层的接触角大于150°,滚落角小于4°,pH值为1～14的水溶液在其表面都具有很高的接触角.超疏水涂层具有良好的自清洁效果,并且经落沙法实验测定,超疏水涂层耐刮伤性能良好.     

Determination and study on residue and dissipation of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil

A QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe) method for the determination of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry has been developed in this study. The residue and dissipation of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rape and soil were determined with the developed method. The half-lives of benazolin-ethyl in rape straw and soil were 3.7–5.1 days and 14.3–26.3 days, respectively. The half-lives of quizalofop-p-ethyl in rape straw and soil were 5.0-6.1 days and 0.3–9.7 days, respectively. The residue of benazolin-ethyl and quizalofop-p-ethyl in rapeseed and soil were below the detection limit (i.e., 0.5?mg?kg^?1, the maximum residue level of European Union for quizalofop-p-ethyl).     

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能李悦生，丁孟贤，徐纪平（浙江大学高分子科学与工程研究所，杭州，３１００２７）（中国科学院长春应用化学研究所）关键词聚醚酰亚胺，聚酯酰亚胺，膜，透气性通常的聚酰亚胺加工性能较差，在芳环二酐的苯环间引入醚键等柔性基团后，其...     

微量元素与疾病诊断治疗的研究现状及展望

对国内外微量元素与疾病的关系及其诊断治疗的研究现状及研究动向进行了综述，包括：微量元素与地方病、癌肿、心血管病、糖尿病、眼病、神经系统病等。参考文献72篇。     

Ti-V基储氢合金及其氢化物的物相结构与组分优化设计

Ti-V基储氢合金在室温、常压下即可表现出良好的储氢特性,且质量储氢容量明显高于传统AB₅型储氢合金,从而在氢气的精制和回收、运输和储存及热泵等方面有较早的应用。 此外,在混合气体分离、核反应堆中处理氢的同位素、镍氢电池及燃料电池负极材料等方面也得到了广泛的研究与关注。 基于目前Ti-V基储氢合金的研究现状,概述了该类合金的优势、限制性因素(包括成因)及改性手段。 此外,为了进一步理解Ti-V基合金储氢机理、构建合金组分与储氢特性之间的对应关系,本工作重点围绕Ti-V基储氢合金及其氢化物的结构、组分优化设计展开综述,并对其未来研究方向做出展望。     

钒与糖代谢及糖尿病

微量元素钒作为生物体内必需元素，经证实有很重要的生理学功能，与机体糖代谢有十分密切的关系，且能降低糖尿病动物模型的高血糖，极有可能被开发为治疗糖尿病的药物。     

Ferrocene and ferrocenium modified clays and their styrene and EVA composites

In this work, ferrocene- and ferrocenium-containing salts were employed to modify montmorillonite. X-ray measurements show an increase in the interlayer spacing upon clay modification, which means that the larger and more organophilic cations were inserted into the gallery space of montmorillonite. Attempts to prepare nanocomposites of polystyrene and ethylene vinyl acetate copolymers lead to immiscible systems; the morphology of these systems was elucidated with TEM, XRD and cone calorimetry. The thermal stability of the composites is greater than that of the virgin polymer.     

Synthesis and Optical and Redox Properties of Symmetric and Asymmetric BODIPYs

Herein, we present the synthetic route and the photophysical, electrochemical as well as laser properties of novel red‐emitting boron‐dipyrromethenes (BODIPYs) bearing arylethyne moieties. Such functionality is added along the main axis of the chromophore leading to single‐ and double‐substituted derivatives. The relationship between the dye structure and the lasing properties is studied in detail with the help of the photophysical and electrochemical properties as well as quantum mechanical simulations. The asymmetric substitution of the parent dye induces inhomogeneities in the charge distribution, which leads to an overall loss of the fluorescence capacity, mainly in polar media. Such non‐radiative deactivation processes can be softened by decreasing the electron‐donor ability of the substituent or even avoided by symmetrical substitution. Thus, grafting of the arylethyne moieties at the longitudinal axis of the indacene core results in an effective strategy to develop red‐edge BODIPYs with highly efficient and photostable laser emission.     

含茂基苯并三氮唑基镧系有机配合物的合成及表征

三茂基镧系化合物和苯并三氮唑在四氢呋喃中反应,合成了7个未见文献报道的含茂基苯并三氮唑基镧系有机配合物,经元素分析、IR和MS测定,从有关数据推测了这类配合物的可能结构。