浅析壳聚糖基智能水凝胶

煤、石油、天然气等不可再生资源的过度开采和超支使用,给我们带来便利的同时,也给环境和未来资源的利用带来严重的压力,开发一种可再生,可降解高分子材料的意义也愈发重大。壳聚糖来源广泛,具有生物相容性和生物降解性,成为天然高分子材料中极具使用价值和研究价值的材料。本文介绍了壳聚糖基水凝胶对PH、温度、磁场和电场的智能响应,并对未来壳聚糖基智能水凝胶的研究重点进行了展望。     

壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展

壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰化得到的氨基多糖,具有生物相容性、低细胞毒性和可生物降解性等特点。壳聚糖/β-甘油磷酸钠溶液温敏水凝胶在组织工程、药物缓释等领域多有报道,其成胶性能取决于凝胶的组分和浓度。针对单纯壳聚糖水凝胶强度较低、降解较快、药物突释等缺陷,通常对壳聚糖进行改性或引入新材料共混,获得更符合实际需要的壳聚糖基温敏水凝胶。对近年来壳聚糖基水凝胶的研究进展进行综述,包括改性壳聚糖、共混体系等,概述了其在组织工程(软骨、血管、神经修复)、药物缓释(癌症药物缓释、糖尿病治疗)领域中研究和应用的新进展,以期为后续温敏水凝胶的进一步研究提供参考。     

工程化软骨支架用壳聚糖基仿生材料研究进展

从材料学的视角介绍了壳聚糖在软骨组织工程支架中的应用情况,分析和总结了现阶段壳聚糖基仿生支架材料的特点,提出用数学和统计的方法研究仿生三维织物的构想,以期明确值得关注的研究方向.     

壳聚糖基角膜细胞载体的制备及其细胞相容性

为探讨羟丙基壳聚糖基共混膜作为组织工程技术中角膜细胞培养载体的可行性, 分别制备了羟丙基壳聚糖/硫酸软骨素、羟丙基壳聚糖/明胶/硫酸软骨素以及羟丙基壳聚糖/氧化透明质酸/硫酸软骨素三种共混膜。测定其透光率、含水量和蛋白吸附性能; 在共混膜上培养兔角膜上皮细胞, 通过观察角膜上皮细胞在不同载体膜上的生长状态、贴附情况, 测定细胞活性以及上清液中乳酸脱氢酶的活性, 研究三种壳聚糖基载体膜片与角膜上皮细胞的相容性。膜片理化性质测定结果表明三种共混膜片具有良好的透明度, 适宜的含水量和较强的蛋白吸附性能; 细胞相容性实验结果表明羟丙基壳聚糖/明胶/硫酸软骨素共混膜对细胞的损伤最小, 有利于细胞在膜上的贴附和生长, 表现出良好的细胞相容性, 有望作为角膜细胞载体体外构建组织工程化角膜。     

壳聚糖材料与生物生产

壳聚糖（chitosan）是儿丁质（chitin）脱去乙酰基的产物,1894年得以命名叫几丁聚糖（壳聚糖）,命名至今已111年了。这种化合物有动物纤维素之称。它不仅址与蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质并列6大生命要素之,而且作为一种生物材料用于纺织工业,并在医疗保健产业有着广泛的应用。由于壳聚糖带有一个氨基,是弱碱性（可使人体pH值维持7．4弱碱性）,     

不同粒度羧甲基壳聚糖基复合抗菌剂抑菌性能的研究

为增加固体制剂的水溶性以及考查研磨后其抗菌性能的变化,制备了低银含量和低噻苯咪唑含量的羧甲基壳聚糖银噻苯咪唑（Ag—CMCTS-TBZ）复合抗菌剂,通过研磨和粒度分级将其分成C1（150—74μm）、C2（74—45m）和C3（-45μm）三种制剂,采用粒度分析、紫外、红外光谱及最小抑菌浓度（MIC）对其进行分析。研究表明,低含量银、噻苯咪唑的Ag—C／VICIS—TB均具有良好的水溶性,其溶解度都大于0．4％,其0．2％（w／v）的抗菌水溶液中的表观粒度在13—250nm之间;但在研磨分级之后,三种制剂中分子间的络合或者氢键键合状况发生了变化,而且导致其抗菌性能发生改变;其中C1对E．coli和S．aureus有较强的抑制,而其抑制A．niger的能力较弱;C3抗菌活性最低,对E．coli,S．aureus,C．albicans和A．niger的MIC值皆〉1000mg／L;Q的抗菌效果则介于其间。     

新型耐磨高分子人工关节材料生物相容性研究

新型耐磨高分子人工关节材料是用８０ＫｅＶ不同剂量Ｃ３Ｈ８＾＋和Ｎ２＾＋对超高分子聚乙烯样品表面进行离子注入后的材料,通过对该材料进行弹性反冲探测,显示其磨损性能增强。通过各项相容性试验,其均符合各项试验标准,并与对照样品在试验过程中出现的情况一致。因此,经离子注入的超高分子聚乙烯作为新型耐磨高分子人工关节材料可应用于临床。     

新型医用止血多聚糖改性材料的实用性研究

止血淀粉是一种具有生物相容性的可降解材料,在止血和促进伤口愈合方面具有巨大的潜力。其具有高度亲水性,这使它们能够大量吸收血液中的水分,并诱导形成血块,以达到止血的目的。文章对自制新型止血淀粉的吸水性、降解性、止血效果进行了相应的研究,并与市面上现有的产品和普通淀粉进行了相应的比较。     

羟基磷灰石复合材料的研究进展

目的：本文综述了羟基磷灰石（HA）复合材料的最新进展和研究近况,并简略探讨了它们的今后发展方向。     

透明质酸与胶原蛋白复合材料的制备及其应用

随着生物医学及组织工程技术日新月异的发展,各种来源于天然或由人工合成的生物植入被广泛应用于临床治疗。透明质酸和胶原都是较好的生物材料,但在单独使用时,它们的流变学特性粘弹性还不能满足一些特殊治疗的需要。而它的复合物-透明质酸-胶原蛋白复合基质,恰恰填补了这一空白,成为理想的移植物替代品。     

磁性纳米生物材料在医学上的应用

磁性纳米生物材料因其独特的性能而具有广泛的应用价值,尤其在肿瘤治疗,细胞及生物分子的分离纯化,临床诊断和组织工程领域,给人类疾病的治疗带来了新的契机和希望。本文介绍和评估了国内外纳米磁粒在医学应用上的进展,并展望了其未来。     

IPNs based on chitosan with NVP and NVP/HEMA synthesised through photoinitiator-free photopolymerisation technique for biomedical applications

Biocompatible interpenetration polymeric network (IPN) hydrogels based on chitosan with N-vinylpyrrolidinone (NVP) as well as its copolymer with 2-hydroxymethyl methacrylate (HEMA) were synthesised using the photopolymerisation technique without the inclusion of any photoinitiator or crosslinking agent. These hydrogels were characterised using the Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) technique. Equilibrium swelling of these hydrogels was performed in Milli-Q water and drug release studies were carried out using theophylline as the model drug. These tests showed that the IPN comprised of chitosan and NVP with a very small amount of N-hydroxymethyl maleimide (HMMI) included exhibited higher swelling abilities and fast drug release rates than the IPN which contained chitosan, NVP and HEMA. Kinetic studies of water diffusion into these hydrogels and drug release revealed that with the exception of the IPN with HEMA incorporated, the other hydrogels did not adhere to the Fickian diffusion model. These hydrogels were tested for their biocompatibility with human epidermal keratinocyte cells (HaCaT). A positive cell growth as evidenced by the 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) cell proliferation assay indicated that these hydrogels are non-toxic to human keratinocytes and can be potentially used as biomaterials for biomedical applications.     

应用生物材料重建上腔静脉

目的:探讨胸部肿瘤手术中上腔静脉及其属支切除后生物材料重建上腔静脉的方法和效果。方法:2003年5月到2005年12月,11例累及上腔静脉及其属支的胸部肿瘤病人使用牛颈静脉或自体心包重建上腔静脉。手术置换血管前后中心静脉压予以连续测定,并随访病人治疗结果。结果:重建生物血管12根,其中牛颈静脉7根,自体心包缝制管道5根,一例同时应用了牛颈静脉与自体心包管道。手术前中心静脉压偏高[(26．2±2．8)cmH_2O,n=11],手术重建上腔静脉后略有降低[(20．8±2．0)cmH_2O,与手术前比较,P＜0．05],手术后48小时已经降低到接近正常范围[(13．5±1．9)cmH_2O,与手术前比较,P＜0．05]。手术中无死亡,1例术后发生肺部感染最后致呼吸衰竭,5周后死亡,其余病人均度过围手术期。2例分别于术后7个月和11个月死于原发肿瘤复发,一例术后一年发现有脊柱转移,目前带瘤生存,余7例病人目前无复发迹象。结论:牛颈静脉或自体心包可以作为一种可以接受的上腔静脉重建替换材料。     

京尼平或紫外线交联制备的壳聚糖/ 藻酸盐复合支架材料比较

目的:比较京尼平或紫外线交联的壳聚糖/藻酸盐复合支架材料的降解率、孔隙率、含水量、细胞毒性以及生物力学等特性。方法:①按照交联方法不同分为:京尼平组、紫外线组。②扫描电镜下观察材料的表面结构以及检测材料的降解率、孔隙率、含水量、细胞毒性以及生物力学。结果:①紫外线组与京尼平组均表现为多孔隙结构,无明显差异。②紫外线组降解率高于京尼平组。③京尼平组与紫外线组的孔隙率差异无统计学意义,含水量差异比较有统计学意义。④两组均表现为较低的细胞毒性,良好的生物相容性。⑤京尼平交联组的生物力学特性较紫外线组显著提高。结论:京尼平交联的壳聚糖/藻酸盐复合支架材料,具有良好的生物学特性,为组织工程脊髓领域提供了非常具有潜力的材料。     

Biomaterials based on chitin and chitosan in wound dressing applications

Wound dressing is one of the most promising medical applications for chitin and chitosan. The adhesive nature of chitin and chitosan, together with their antifungal and bactericidal character, and their permeability to oxygen, is a very important property associated with the treatment of wounds and burns. Different derivatives of chitin and chitosan have been prepared for this purpose in the form of hydrogels, fibers, membranes, scaffolds and sponges. The purpose of this review is to take a closer look on the wound dressing applications of biomaterials based on chitin, chitosan and their derivatives in various forms in detail.     

钠米颗粒介导质粒DNA转染体外真核细胞

DNA传递是基因表达与功能研究及其医学应用的重要技术,安全高效的DNA传递一直是研究者期待的目标。利用一种新的阳离子多聚物脱乙酰甲壳胺16介导重组质粒pcDNA3vp1转染COS7细胞,RTPCR可检测到目的基因vp1在mRNA水平的表达,实时定量PCR结果表明其转染效率介于脂质体与磷酸钙法之间,同时还对转染条件进行了探讨。DNA结合分析发现脱乙酰甲壳胺16能够与DNA形成核酸纳米颗粒,提高DNA稳定性,促进真核细胞转染效率的提高。这些结果表明脱乙酰甲壳胺16确能做为一种新型的非病毒纳米DNA传递载体,并将可能在基因表达与功能研究及基因治疗等领域发挥重要作用 。     

几丁糖乙醇含量测定的研究——顶空法

目的探讨简便实用的乙醇含量的测定方法。方法在企标基础上,改用恒温法进行测定,同时采用一定的顶空瓶保温措施降低温度散失。结果采用改进后的方法进行测定,其精密度达到分析要求操作简单实用。结论改进后的方法完全符合实际生产需要,对生产具有较好的指导意义。     

甲壳素/海藻酸钠-纳米羟基磷灰石多孔复合支架材料的实验研究(英文)

目的:制备性能优良的复合支架一直是骨组织工程学研究的重点和难点。比较分析甲壳素对复合支架材料的孔隙率、含水量、降解率及生物力学特性的影响。方法:将甲壳素溶液与海藻酸钠溶液充分混合,然后将一定质量的羟基磷灰石加入混合液。根据甲壳素溶液在混合液中的质量分数不同分为两组:sca1(0%chitin)、sca2(50%chitin)。扫描电镜下观察材料的表面结构以及检测材料的孔径。测量并计算出复合支架材料的孔隙率、降解率、含水量以及生物力学性能。结果:两组支架材料均表现为多孔隙结构,平均孔径大小分别为:121.2±12.6μm、213.3±27.3μm。孔隙率分别为:(90.53±1.62)%、(87.73±1.22)%,统计学分析显示,两组材料孔隙率的差异比较有统计学意义(P0.05)。两组支架材料第6周的降解率分别(:59.12±1.93)%、(22.91±0.953)%,统计学分析显示,两组材料降解率的差异比较有统计学意义(P0.05)。两组含水量分别为:(95.52±1.17)%、(90.42±0.85)%,统计学分析显示,两组材料含水量的差异比较有统计学意义(P0.05)。第二组生物力学特性显著提高。结论:从本实验的实验数据可以看出,甲壳素可以增大材料的孔径,提高材料的降解稳定性,提高材料的生物力学强度。因此,甲壳素在骨组织工程领域具有重要的研究价值,同时为今后的进一步实验提供一定的实验依据。关键词:甲壳素;海藻酸钠;纳米羟基磷灰石;复合支架材料;组织工程     

Development of a high analytical performance amperometric glucose biosensor based on glucose oxidase immobilized in a composite matrix: layered double hydroxides/chitosan

This paper aimed at showing the interest of the composite material based on layered double hydroxides (LDHs) and chitosan (CHT) as suitable host matrix likely to immobilize enzyme onto electrode surface for amperometric biosensing application. This hybrid material combined the advantages of inorganic LDHs and organic biopolymer, CHT. Glucose oxidase (GOD) immobilized in the composite material maintained its activity well as the usage of glutaraldehyde was avoided. The process parameters for the fabrication of the enzyme electrode and various experimental variables such as pH, applied potential and temperature, were explored for optimum analytical performance of the enzyme electrode. The enzyme electrode provided a linear response to glucose over a concentration range of 1 x 10(-6) to 3 x 10(-3) M with a high sensitivity of 62.6 mA M(-1) cm(-2) and a detection limit of 0.1 muM based on the signal-to-noise ratio of 3.     

Novel polymer biomaterials and interfaces inspired from cell membrane functions

Background

Materials with excellent biocompatibility on interfaces between artificial system and biological system are needed to develop any equipments and devices in bioscience, bioengineering and medicinal science. Suppression of unfavorable biological response on the interface is most important for understanding real functions of biomolecules on the surface. So, we should design and prepare such biomaterials.

Scoop of review

One of the best ways to design the biomaterials is generated from mimicking a cell membrane structure. It is composed of a phospholipid bilayered membrane and embedded proteins and polysaccharides. The surface of the cell membrane-like structure is constructed artificially by molecular integration of phospholipid polymer as platform and conjugated biomolecules. Here, it is introduced as the effectiveness of biointerface with highly biological functions observed on artificial cell membrane structure.

Major conclusions

Reduction of nonspecific protein adsorption is essential for suppression of unfavorable bioresponse and achievement of versatile biomedical applications. Simultaneously, bioconjugation of biomolecules on the phospholipid polymer platform is crucial for a high-performance interface.

General significance

The biointerfaces with both biocompatibility and biofunctionality based on biomolecules must be installed on advanced devices, which are applied in the fields of nanobioscience and nanomedicine.This article is part of a Special Issue entitled Nanotechnologies - Emerging Applications in Biomedicine.