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  • ISSN 1008-9357
  • CN 31-1633/O6

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医用特种高分子聚醚醚酮植入体及其表面界面工程
毛誉蓉, 孙佳敏, 周雄, 廉晓克, 杨为中, 邓怡
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201130002
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 4276KB](0)
摘要:
由手术或创伤引起的骨缺损给现代临床医学带来了巨大挑战。传统的骨移植治疗方式受到供体限制,需要寻找可替代的治疗方式。聚醚醚酮(PEEK)具有近似人体天然骨的弹性模量,且生物相容性和化学稳定性良好,是潜在的治疗骨缺损材料,但其表面疏水性及生物惰性限制了其在生物医学领域的应用。受骨组织成分、结构和功能的启发,人们提出了许多改变PEEK结构和使PEEK表面功能化的策略。本文综述了PEEK基材料在生物医疗领域的应用现状及前景,以及提高PEEK生物活性的各种改性策略,并为今后制造多功能植入体提供了方向。
PAM/CS/GO水凝胶的制备及其吸湿行为
吴银秋, 傅涛, 高洪鑫, 曹峥, 成骏峰, 刘春林, 陶国良, 吴盾
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201221001
[摘要](7) [HTML全文](3) [PDF 1151KB](2)
摘要:
以丙烯酰胺(AM)为单体、壳聚糖(CS)与氧化石墨烯(GO)为功能组分、N, N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过自由基聚合法制备PAM/CS/GO水凝胶。采用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线粉末衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)和万能试验机对其结构与性能进行测试与表征。利用石英晶体微天平(QCM)研究该水凝胶薄膜在不同湿度条件下的吸湿行为。实验结果表明:相对于PAM/CS水凝胶,PAM/CS/GO水凝胶的力学性能得到显著提升,最大断裂伸长率为2 039%,最大断裂应力达到237 kPa;随着空气湿度从33%增加到85%,水凝胶薄膜修饰的QCM传感器频率响应变化从12.2 Hz增大到22.3 Hz。
含炔丙基苯基醚磷酰胺改性氰酸酯树脂的制备与性能
夏军, 袁荞龙, 李川, 王晓蕾, 黄发荣
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201216001
[摘要](14) [HTML全文](8) [PDF 1352KB](2)
摘要:
由对氨基苯基炔丙基醚与苯膦酰二氯合成了N,N’-二(4-炔丙氧基苯基)-苯基膦酰胺(DPPPA),用核磁共振谱(NMR)和红外光谱(FT-IR)表征其分子结构。将DPPPA分别与双酚A型二氰酸酯(BADCy)和双酚E型二氰酸酯(BEDCy)在溶液中混合均匀后制备了两种改性氰酸酯(BADCy/DPPPA和BEDCy/DPPPA),对两种改性氰酸酯的热性能、极限氧指数(LOI)和力学性能等进行了研究。结果表明:DPPPA可明显降低两种氰酸酯的起始固化温度和峰值温度,BADCy/DPPPA和BEDCy/DPPPA的固化物在空气中800 ℃保留率分别由纯氰酸酯的0增加至33%和26%,极限氧指数达39.4%和35.4%,冲击强度分别为11 kJ/m2和14 kJ/m2,但玻璃化转变温度(Tg)分别降低了19 ℃和24 ℃。BADCy/DPPPA浇铸体的弯曲强度和拉伸强度为123 MPa和45 MPa,高于BEDCy/DPPPA的相应值。DPPPA改性氰酸酯树脂的吸湿率有所降低。
聚合物基仿生医用胶黏剂的开发与应用
吴可可, 赵益涛, 吴敏, 李越, 胡志奇, 卢智慧, 郭金山
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201215001
[摘要](16) [HTML全文](10) [PDF 2052KB](1)
摘要:
生物医用胶黏剂有望代替手术缝合线用于伤口闭合,可用于皮肤、内脏、心血管、骨和牙齿等软/硬组织伤口的再生修复,市场前景广阔;然而在湿态下对生物组织产生强力黏附一直是科学界面临的难题。为解决这一难题,研究者模拟自然界中各种动、植物的黏附策略,开发了一系列仿生医用胶黏剂。本文详细总结了各种聚合物基仿生医用胶黏剂的开发及其在手术伤口黏合、日常伤口护理、慢性伤口再生修复、骨折黏合固定等软/硬组织再生修复以及局部药物递送和原位治疗等领域中的应用,并展望医用胶黏剂的未来发展方向,包括其在医疗美容领域的应用前景。
普适的聚合物本体异质结形貌工程策略:氟碳溶剂热浸泡
梁江湖, 陈俊超
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.2021010700
[摘要](19) [HTML全文](8) [PDF 722KB](6)
摘要:
聚合物本体异质结太阳能电池的光电转换效率与日俱增,获取理想的给/受体材料双连续互穿网络结构仍然是提升器件性能的关键。近期,上海交通大学钟洪亮团队和合作者发展了一种氟碳溶剂热浸泡后处理策略,优化了活性层薄膜的形貌。氟碳溶剂热浸泡后处理过程能够对活性层薄膜进行快速且均匀的热退火,并且在临界温度以上,当所选的氟碳溶剂与薄膜加工残留溶剂互溶成一相时,该混合溶剂将进一步促进薄膜中给/受体材料的再组装过程,形成更有序的纤维状结构,载流子传输效率更高,吸收光谱也有所红移,光电转换效率显著提升。该方法适用于多种给/受体材料组合,包括聚合物/小分子体系、全聚合物体系、全小分子体系,经短时间较低温度的热浸泡处理便能改善薄膜的形貌,获得优异的光电转换性能。
蛋白质基生物材料的生物医学应用进展
史乾坤, 王玉鹏, 张浩, 周东方
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201201001
[摘要](186) [HTML全文](92) [PDF 579KB](50)
摘要:
尽管合成生物材料具有巨大的潜力和多样性,但其生物医学应用仍然受到生物相容性、生物降解性及生物再吸收性等问题的限制。天然高分子尤其是蛋白质基生物材料能够较好地解决合成材料存在的问题,在药物递送、组织工程、伤口修复和生物传感器等生物医学领域有着广泛应用。本文重点综述了动物、植物来源的蛋白质基材料在生物医学领域的已有和潜在临床应用,并对其未来应用前景进行了展望。
抗氧化水凝胶的研究进展
陈鹏, 杨凤英, 顾志鹏, 李乙文
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201213001
[摘要](69) [HTML全文](52) [PDF 2184KB](19)
摘要:
活性氧(ROS)是人体代谢过程中的重要中间产物,对维持人类正常生理活动起着关键作用,但其过度表达会引起一系列炎症反应,从而导致相关疾病的发生。近年来,随着对活性氧机理研究的深入,利用抗氧化材料清除ROS逐渐成为治疗炎症疾病的重要策略。其中,抗氧化水凝胶因其突出的生物相似性与多功能性,被视作清除体内ROS的重要材料之一。总结了目前抗氧化水凝胶的研究进展,包括材料的抗氧化机理、具体制备方法及在生物医学领域的具体应用,并对抗氧化水凝胶的未来发展进行了展望。
pH-磁双响应Janus笼
纪旭阳, 张杨, 梁福鑫
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200731001
[摘要](104) [HTML全文](77) [PDF 1435KB](22)
摘要:
通过对介孔二氧化硅壳层的外侧和内侧选择性接枝亲水聚合物聚乙二醇-叶酸(PEG-FA)和pH响应性聚合物聚甲基丙烯酸二乙氨基酯(PDEAEMA),制备了pH响应性Janus笼。研究了Janus笼的化学组成及微观结构。结果显示:Janus笼具有明确的化学分区,且内核具有顺磁性,可在磁场作用下对其进行操控;当pH>7.2时,该Janus笼内部亲油可实现对油溶性物质的选择性装载;当pH<7.2时,Janus笼内部亲油可实现油溶性物质释放。以盐酸阿霉素为模型,考察了其作为pH响应性药物载体对油溶性药物的装载及可控释放,载药后的Janus笼在模拟肿瘤pH环境下,可实现响应性的药物释放。
含氟苯并噁嗪-含硅芳炔改性树脂的制备与性能
张鸿翔, 王帆, 朱亚平, 齐会民
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20201116001
[摘要](106) [HTML全文](65) [PDF 1772KB](38)
摘要:
采用溶剂法合成了烯丙基含氟苯并噁嗪(BOZF-1)、苯乙炔基含氟苯并噁嗪(BOZF-2)和炔丙基含氟苯并噁嗪(BOZF-3),与含硅芳炔树脂(PSA)进行共混改性,研究不同含氟苯并噁嗪(BOZFs)的结构与质量分数对改性树脂性能的影响。采用差示扫描量热法(DSC)研究BOZFs/PSA的固化行为,采用扫描电子显微镜(SEM)观察BOZFs/PSA浇铸体断面的微观形貌,采用热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)研究BOZFs/PSA浇铸体的耐热性能和热机械性能,同时还研究了介电性能。结果表明,BOZFs的加入使浇铸体断面形貌由光滑平整转变为含有许多微裂纹和韧性断裂带,且能够提高PSA树脂的韧性,浇铸体弯曲强度随w(BOZFs)的增加而提高,当w(BOZF-1)= 30%时,改性树脂的弯曲强度达到28.1 MPa,比PSA的提高了44.1%。随着BOZFs的加入BOZFs/PSA的耐热性能略有下降,介电常数略有上升,仍具有良好的介电性能。其中BOZF-1/PSA, BOZF-2/PSA, BOZF-3/PSA(w(BOZFs)均为10%)在N2气氛下,5%热失重温度(Td5)分别为544 ℃,604 ℃和584 ℃,其1 000 ℃下残留率分别为84.4%,89.0%和88.1%。
硫酸软骨素类可注射水凝胶体系及其凝胶化机制
王芹, 邱钰智, 乔韡华, 董念国, 杨亚江
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200811001
[摘要](462) [HTML全文](270) [PDF 1362KB](46)
摘要:
硫酸软骨素是一种硫酸化糖胺聚糖类天然多糖,广泛分布于动物组织的细胞外基质和细胞表面,具有促进软骨生长、调控生长因子、加快伤口愈合等多种生物功能。近年来,基于硫酸软骨素良好的生物活性、生物相容性和生物降解性,硫酸软骨素类可注射水凝胶作为一种新型生物材料受到了广泛关注,尤其是在组织工程、药物输送和细胞治疗等生物医用领域的应用已有较多研究。侧重综述了国内外发展的基于硫酸软骨素的可注射水凝胶的凝胶化体系、凝胶化机制和凝胶改性方法。重点介绍了基于物理热诱导的凝胶化,以及通过形成席夫碱反应、点击化学反应、形成酰胺键和光交联等化学交联、以及酶交联等形成三维网络结构的方式,并综述了调控体系凝胶化时间、力学性能和组织黏附性的方法。最后对硫酸软骨素可注射水凝胶作为新型生物材料的发展方向进行了展望。
表面配位金属-有机框架薄膜的制备及电催化应用
靳志斌, 张健, 谷志刚
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200718001
[摘要](256) [HTML全文](185) [PDF 1653KB](59)
摘要:
设计和开发高效电催化剂对能源的存储和转化具有十分重要的意义。金属-有机框架在基底表面通过液相外延层层配位组装的MOF薄膜(也被称作表面配位MOF薄膜,SURMOF)具有厚度可调节、生长取向可控以及表面均匀致密等优点,在电催化反应领域得到了广泛的研究和应用。本文总结了SURMOF及其衍生薄膜(SURMOF-D)的制备以及他们在电催化应用中的研究进展。由于SURMOF及其衍生薄膜具有结构多样性和功能可调节性,可在析氧反应、析氢反应、氧化还原反应、二氧化碳还原反应、超级电容器和串联电催化等过程中提供丰富的活性位点并加速电荷转移,使电催化性能更加高效。本文还讨论了SURMOF作为一类新型的薄膜催化剂在电催化应用中的研究挑战和存在的问题。
肝素在抗肿瘤药物递送系统中的应用
臧靖, 柯学, 慈天元
当前状态:  doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200824001
[摘要](393) [HTML全文](220) [PDF 1339KB](18)
摘要:
肝素是一种高度硫酸化的糖胺聚糖,目前主要作为抗凝剂应用于临床。近期有研究表明肝素具有一定的抗肿瘤转移的作用,而基于肝素此项功能的抗肿瘤药物递送系统亦被广泛研究。在这类药物传递系统中,肝素一方面可增强抗肿瘤药物的抑瘤效果,同时肝素亦可发挥自身的抗肿瘤转移功能,使药物及载体协同作用。基于肝素的抗肿瘤转移作用机理及肝素在药物递送系统中的应用,围绕相关的设计思路与方法展开综述,以期为相关领域研究提供参考。
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研究亮点
表面活性剂辅助界面聚合法合成结晶性二维聚合物
庄小东
2021, 34(1): 1-4.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200903001
[摘要](714) [HTML全文](461) [PDF 681KB](106)
摘要:
二维材料由于其具有独特的物理和化学性质成为国际上的研究热点之一。制备面积大、厚度可控、长程有序的二维聚合物成为新型二维材料研究的难点之一。近几年,许多新型二维材料已被报道。然而,这些二维材料存在结晶性不足、尺寸小等缺点。近期,德累斯顿工业大学冯新亮课题组报道了利用表面活性剂单分子层辅助的界面聚合法(SMAIS)实现了可控制备二维聚合物晶体。该方法成功的关键在于气-液界面处的表面活性剂单分子层能够将分子或者前驱体限域在二维界面,并诱导单体排列和促进聚合,进而实现对二维材料结构、形貌和结晶性的调控。该课题组利用此方法成功制备出厚度可调的、高结晶性的准二维聚苯胺(q2D PANI)、二维聚酰亚胺(2DPI)和二维聚酰胺(2DPA),为制备二维聚合物晶体提供了新的思路。
特约综述
sp2碳连接的二维聚合物
康佳玲, 王红星, 邱丰, 庄小东
2021, 34(1): 5-25.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200716001
[摘要](334) [HTML全文](266) [PDF 1636KB](31)
摘要:
二维多孔聚合物具有光学各向异性、高的电子迁移率、可逆的氧化还原等众多特性,因此它们作为关键材料用于气体吸附与分离、燃料电池膜、超级电容器等领域。这类二维多孔聚合物通常可分为二维金属-有机骨架、二维共价有机骨架、石墨化氮化碳、石墨炔和三明治型多孔聚合物纳米片。其中,sp2杂化碳(\begin{document}${\rm C}_{\rm {sp}^2} $\end{document})连接的二维多孔聚合物是新兴的研究领域。与C―N、B―O和C≡C键连接的二维多孔聚合物相比,\begin{document}${\rm C}_{\rm {sp}^2} $\end{document}-二维聚合物因其高的电子迁移率和可调的带隙而具有独特的光电性质、高的化学/光稳定性和可调的电化学性质。此外,\begin{document}${\rm C}_{\rm {sp}^2} $\end{document}-二维多孔聚合物是制备过渡金属单原子的2D多孔碳材料的重要前驱体之一。总结了\begin{document}${\rm C}_{\rm {sp}^2} $\end{document}-二维多孔聚合物的可控合成方法,并讨论了它们在光电器件、气体分离、发光传感和成像、电化学能源存储和光催化等领域的应用情况。
基于透明质酸构建的功能材料及其在生物医药领域中的应用
朱益锐, 蔡志祥, 郭亚龙, 张洪斌
2021, 34(1): 26-48.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200615001
[摘要](834) [HTML全文](446) [PDF 2082KB](87)
摘要:
透明质酸(HA)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基葡萄糖胺二糖重复单元组成的线性聚阴离子多糖。目前,HA的研究和应用主要体现在3个方面:(1)基于HA分子含有的羟基、羧基和乙酰氨基等官能团,制备各类衍生物和水凝胶;(2)基于HA分子能与癌细胞表面的受体(如分化簇44(CD44)、淋巴管内皮细胞受体1(LYVE-1)、HA内吞受体(HARE)和HA介导的运动受体(RHAMM)等)相互作用,将HA及其衍生物用作靶向药物治疗的药物载体;(3)基于HA与人体生理活动的密切相关性,发展HA水凝胶在组织工程等领域的应用。本文系统总结了以HA为原料,根据其独特的物化性质和生物学性能特点开发的生物材料的研究进展及其在癌症靶向治疗、伤口愈合、术后黏连、软骨再生和骨关节炎治疗等生物医药领域中的应用。
聚合物稳定液晶材料研究进展
张洋, 杨卫平, 赵威, 李明, 周国富
2021, 34(1): 49-65.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200713001
[摘要](937) [HTML全文](474) [PDF 2096KB](51)
摘要:
聚合物稳定液晶材料在显示传感、温度调控、智能材料等方面表现出优异性能,成为液晶材料领域的研究热点。针对向列相液晶、胆甾相液晶、铁电相液晶、蓝相液晶和其他相态液晶,分别介绍了聚合物网络在不同相态液晶中的作用,阐述了不同聚合物稳定液晶材料的特点及光学性能,综述了聚合物稳定液晶材料的研究进展,并指出了聚合物稳定液晶材料面临的机遇和挑战,旨在推进功能材料的发展及利用。
研究论文
三嗪基共轭微孔聚合物的合成及其光催化产氢性能研究
杨光, 王千, 李青音, 任世杰
2021, 34(1): 66-73.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200810001
[摘要](627) [HTML全文](270) [PDF 1612KB](42)
摘要:
共轭微孔聚合物(CMPs)具有合成方法多样、能带结构和电子结构可调等特点,近年成为了一类备受关注的新型光催化剂,在光催化制氢领域具有良好的应用潜力。为了探究分子结构对CMPs光催化性能的影响,通过分子设计,经Pd催化的Suzuki偶联反应合成了4种三嗪基共轭微孔聚合物(TCMPs),其中TTCMP1和TTCMP2具有噻吩单元,TFCMP1和TFCMP2具有芴单元。这些TCMPs具有较大的比表面积和与光催化分解水相匹配的光学带隙。通过对TCMPs光学性能的分析表明,功能单元结构和连接体长度的变化可以影响其能带带隙,从而调节聚合物的产氢性能。其中,含芴单元的TCMPs具有更好的光催化产氢性能,具有较长连接单元的TFCMP2在可见光下显示出更高的氢释放速率(244 μmol/(h·g))。
原花青素增强的聚乙二醇-溶菌酶生物活性水凝胶敷料的构筑及性能
陈占祎, 谈浩琪, 屈雪
2021, 34(1): 74-79.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200624001
[摘要](415) [HTML全文](221) [PDF 781KB](187)
摘要:
以聚乙二醇(PEG)-溶菌酶(LZM)水凝胶(PEG-LZM)为模型,通过后浸泡法复合原花青素(PC)获得原花青素增强的聚乙二醇-溶菌酶水凝胶(PEG-LZM-PC)。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和电子万能试验机考察了PEG-LZM-PC的形貌、结构和力学性能,通过平板涂布法评估了PEG-LZM-PC的抗菌能力,通过实时荧光定量聚合酶链式反应检测了PEG-LZM-PC对免疫细胞炎症因子表达的影响。结果表明:PEG-LZM-PC的强度和韧性相比于PEG-LZM有较大提升,且具有良好的体内外抗菌性能,并且可以抑制由脂多糖刺激引起的炎症反应,有望促进伤口愈合。
锂藻土基可注射材料制备及其体外成骨分化
张泽人, 李亚民, 刘天舒, 蒋佳, 赵金忠, 李玉林, 刘昌胜
2021, 34(1): 80-88.   doi: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20200801001
[摘要](256) [HTML全文](137) [PDF 1891KB](15)
摘要:
根据骨仿生原理,将具有类骨组成的羟基磷灰石(HAp)原位掺杂到具有成骨诱导活性的纳米盘结构锂藻土(LP)基体中,利用锂藻土良好的水溶液分散性及原位成胶能力,通过一步法简单快速地制备了一种具有触变性的高活性钙磷复合可注射生物材料。与纯锂藻土可注射材料(LIM)相比,锂藻土羟基磷灰石可注射复合材料(LHIM)中的羟基磷灰石分散均匀,羟基磷灰石的引入增大了锂藻土凝胶表面的粗糙度,提高了兔骨髓间充质干细胞在锂藻土凝胶表面的黏附、迁移、增殖以及成骨分化能力。