酶响应生物力学动态聚氨基酸双网络水凝胶促进骨软骨再生

骨软骨组织具有独特生物力学特性,通过机械生物学策略可显著促进骨软骨再生。组织工程是一种极具临床应用潜力的方案,但目前缺乏自适应于修复中动态力学微环境变化的支架。基于此,本团队设计了酶响应动态聚氨基酸水凝胶以提供时空生物力学动态的机械线索给干细胞,诱导其在不同阶段、不同层有不同增殖、分化行为。本文通过双交联网络结构设计提供动态力学线索。基于测定骨软骨微环境中碱性磷酸酶(ALP)活性梯度,在光交联第一网络基础上,ALP响应化学交联网络作为第二网络,在时间尺度上,满足在初期细胞增殖需求,较低硬度利于细胞增殖,在后期细胞分化阶段,软骨层能保持较低硬度促成软骨,而在软骨下骨层能动态增强力学性能成硬凝胶来调控成骨分化,形成空间尺度上自生梯度支架可精准高效促进骨软骨全层修复。酶响应聚氨基酸水凝胶在ALP作用下,储能模量随着酶催化时间的增加而增加(3 k Pa增至10 k Pa),这主要由于去磷酸化后生物正交化学交联度增加,第二交联网络形成,力学性能增加。在植入于兔膝关节骨软骨缺损部位8周,相比较于空白组和光交联单网络水凝胶组相比,酶响应双网络水凝胶组实现了全层高效再生修复,验证了动态自适应的力学梯度支架更有利于骨软骨全层再生。

磁性聚氨基噻唑吸附剂脱除水体Hg^(2+)性能

聚多巴胺(PDA)辅助负载聚氨基噻唑(PAT)法制备了磁性颗粒吸附剂Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT。对吸附剂进行了XRD、VSM、TG、SEM、XPS、EDS和Zeta电位等表征分析,考察了吸附剂对Hg^(2+)的吸附性能。结果表明,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有超顺磁性,在pH小于2时Zeta电位为正,pH大于2时Zeta电位为负。在303 K和Hg^(2+)浓度为50 mg/L模拟废水中,当pH为1.3和5.0时,Hg^(2+)的平衡吸附量分别为121.9 mg/g和153.1 mg/g。在强酸(如pH 1.3)和弱酸(如pH 5.0)环境下Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)的过程均是自发过程,且符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。强酸环境下(如pH 1.3)Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT吸附Hg^(2+)是焓驱动的放热过程,弱酸(如pH 5.0)环境下是熵驱动的吸热过程。用2 mol/L混酸(盐酸和硝酸摩尔比为1∶1)作为解吸液可使Hg^(2+)解吸率达91%以上。在303 K、pH 1.3、Hg^(2+)浓度20 mg/L条件下,当Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)质量浓度为Hg^(2+)的20倍时,Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT的Hg^(2+)平衡吸附量分别下降了33.2%、32.1%、20.6%、26.7%、21.2%、29.6%、17.8%。在模拟海水下,Hg^(2+)吸附量下降40.9%。Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@PDA-PAT具有较好的Hg^(2+)选择性,具有净化海水脱除重金属的应用潜力。

芳香性聚氨基酸破乳剂的制备及性能评价

以芳香族氨基酸苯丙氨酸为疏水单体、脂肪族氨基酸天冬氨酸为亲水单体,通过氨基酸N-羧基环内酸酐(NCA)单体的开环聚合(ROP),制备了一系列强极性、高芳香度的聚氨基酸类高分子破乳剂聚苯丙氨酸-聚天冬氨酸苄酯(PPA-b-PBAA),并对产物进行了结构表征和相对分子质量测定。采用瓶试法评价了PPA-b-PBAA的破乳性能,结果表明PPA-b-PBAA具有优秀的低温破乳效率,室温下2 min内能高效分离pH=6.0~11.0、含油量1.0%~10.0%(质量分数)的稀释沥青乳状液。其中,PPA-b-PBAA对1.0%(质量分数)的含油乳化废水的最佳脱水效率达到了99.98%,相应脱出水中残余油含量低至8.50 mg/L。破乳机理研究表明,PPA-b-PBAA加入油水乳状液后能快速迁移到达油水界面,通过与形成油水界面膜的沥青质、胶质相互作用,促使分散油滴絮凝聚并,实现油水分离。量子化学计算和弱相互作用分析表明,破乳剂PPA-b-PBAA分子与形成油水界面膜的主要成分沥青质之间产生的强相互作用有利于加速油水界面膜破裂和分散油滴聚并,是助推PPA-b-PBAA低温高效快速破乳脱水的关键。

两亲性聚乙二醇-聚氨基酸胶束用于药物载体的研究进展

两亲性嵌段共聚物自组装形成的壳核结构胶束是一种很有前景的药物载体,亲水壳聚乙二醇可以延长其在血液中的循环时间,疏水壳聚氨基酸通过疏水相互作用负载疏水药物并通过侧链官能团共价修饰药物。聚氨基酸及其衍生物,尤其是聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸,由于其具有易于生物降解、生物相容性好和侧链官能团可得到有效利用等优点,广泛应用于胶束形成材料。本文综述了两亲性聚氨基酸、胶束的结构,合成及其作为药物载体的应用。

基于开环聚合的聚氨基酸合成的研究进展

综述了近年来开环聚合法制备聚氨基酸的研究进展,主要包括聚氨基酸开环聚合的反应机理、功能化环状聚合单体的制备、高效快速的聚合体系设计与开发等,展望了基于开环聚合的聚氨基酸合成的未来发展方向。

^(166)Ho-、^(153)Sm-聚氨基葡糖:理想的内照射治疗药物

聚氨基葡糖作为载体与放射性核素166Ho或者153Sm螯合成复合物,通过间质给药后,主要滞留于注射部位的病变组织,通过辐射损伤达到治疗目的,而其他组织器官分布较少,是一种理想的内照射治疗药物。

聚氨基葡萄糖的体外抗菌活性

聚氨基葡萄糖对２７５株临床分离病原菌的体外抗菌活性测定结果表明，它具有天然的抗菌活性，抗菌谱较广，对革兰氏阳性菌、阴性菌及白色念珠菌均有明显的抑杀效果，为进一步开发提供依据。

低聚氨基葡萄糖的吸湿、保湿和抑菌性质

采用双氧水在中性条件下对壳聚糖进行氧化降解 ,制备了低聚氨基葡萄糖。研究了它的吸湿性、保湿性及抗菌性能。结果表明 ,低聚氨基葡萄糖具有优良的水溶性、吸湿性、保湿性 。

聚氨基葡糖超滤膜的研制及其在印染废水处理中的应用

简要叙述了聚氨基葡糖超滤膜的制备方法。着重研究了其在印染废水处理中的应用，结果表明用聚氨基葡糖超滤膜处理实际印染废水，其ＣＯＤ去除率可达８０％左右，脱色率超过９５％。

聚氨基环三磷腈的制备及性能分析

对氨基环三磷腈的缩聚及缩聚物的性能进行了研究.结果表明,氨基环三磷腈的取代度对其缩聚有显著的影响.随取代度的增大,聚合产率先增大后减小,游离氯、结合氯含量均逐渐减少,而溶解度、吸湿性逐渐增大.氨基环三磷腈的较佳缩聚条件是：氨基环三磷腈的取代度为92.6％,聚合温度为178～182℃,聚合时间为0.5h.在此条件下,产品的产率为94.32％,总氯含量为2.05％,磷含量为50.89％,氮含量为43.38％,氢含量为3.68％,溶解度为1.05 g（100mL水中）,在相对湿度为50％～60％时,吸湿率为5.9％.聚氨基环三磷腈主要由氨基环三磷腈的二聚体、三聚体、四聚体和五聚体组成,其中以三聚体为主.聚氨基环三磷腈阻燃元素磷、氮含量高,热稳定性较好,近于中性,适合作为阻燃剂.

聚氨基酸共聚物合成研究进展

聚氨基酸共聚物是一类新型生物降解高分子材料。文中简单综述了聚氨基酸-聚醚嵌段共聚物、聚氨基酸-甲壳素共聚物、聚氨基酸-硅氧烷共聚物和聚氨基酸-聚酯共聚物的合成方法。

载三联抗结核药物硫酸钙/聚氨基酸人工材料体外缓释性能的观察

目的：探讨载三联抗结核药物硫酸钙/聚氨基酸人工材料在模拟体液中的药物缓释性能.方法：避光环境下以100∶3∶3∶12的比例称取硫酸钙/氨基酸复合材料500mg、异烟肼（isoniazid,INH） 15mg、利福平（rifampicin,RFP） 15mg、吡嗪酰胺（pyrazinamide,PZA）60mg制备载药人工缓释材料,将其置于模拟体液中,分别于浸泡3h、12h、24h、36h、48h、60h、72h、1～14周时取材料浸提液,应用高效液相色谱法（HPLC）检测其中INH、RFP、PZA三种药物的浓度,并据其计算单位时间段内药物释出质量.结果：载三联抗结核药的硫酸钙/聚氨基酸人工材料在模拟体液中浸泡3h时浸提液中释出INH、RFP、PZA的浓度分别达到152.96±1.32μg/ml、92.90±2.17μg/ml和334.90±12.3μg/ml,在8周前各时间点的浸提液中,3种药物浓度均较高;至8周时PZA的释出浓度、10周时RFP释出浓度、11周时INH的释出浓度仍高于其10倍的最小抑菌浓度,之后逐渐降低;未载药硫酸钙/聚氨基酸人工材料在有效检测时间内药物出峰时间处未见有意义杂质峰出现.结论：载三联抗结核药硫酸钙/聚氨基酸人工材料具有较为平稳、持续时间较长的有效缓释性能,三种药物在模拟体液中释出药物的浓度均可达到体内杀死结核分枝杆菌的浓度.

聚氨基-β-环糊精修饰电极对多巴胺电化学行为的研究

利用合成的6-氨基-6-脱氧-β-CD在玻碳电极上制备聚合物膜(PACD),用循环伏安法研究PACD对多巴胺(DA)的电化学行为,实验结果显示,在pH 6.5的磷酸盐缓冲溶液中,氧化峰电流与多巴胺浓度在4×10-7～1.5 × 10-4mol/L范围内呈线性关系,相关系数达0.9921,检出限为2.3×10-7mol/L.

苯氧基改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥形量热分析研究了苯氧基改性聚氨基环三磷腈(PPHACTPA)对酚醛胺固化环氧树脂(E-44/NX-2003)的阻燃作用,并与聚氨基环三磷腈(PHACTPA)进行了比较。结果表明,PPHACTPA对E-44/NX-2003的阻燃作用与PPHACTPA中苯氧基的数量有关。当每个磷腈环约含有1个苯氧基时(PPHACTPA-1),其阻燃作用略优于PHACTPA,而每个磷腈环所含苯氧基数增至2(PPHACTPA-2)时,其阻燃作用明显降低,差于PHACTPA。PHACTPA和PPHACTPA主要是通过凝聚相机理对E-44/NX-2003产生阻燃作用。阻燃剂在高温下生成具有强脱水作用的磷酸类化合物而促进环氧树脂固化物炭化,同时环氧体系分解生成的惰性气体使炭层发泡形成膨胀性炭层。这种致密的膨胀性炭层通过隔热隔氧及抑制环氧体系进一步地分解而产生阻燃作用。PPHACTPA-1更易转变成磷酸类化合物,因而促进成炭的能力更强,阻燃作用更好。PPHACTPA-2含磷量低,因而促进成炭的能力较差,阻燃作用较弱。

纳米羟基磷灰石/聚氨基酸复合材料生物安全性评价

目的初步评价新型骨修复材料纳米羟基磷灰石/聚氨基酸(nano-hydroxyapatite and poly-amino acid,n-HA/PAA)的生物安全性。方法按照ISO10993-1标准中规定以自制n-HA/PAA为实验组进行以下实验:体外细胞毒性实验:采用L929成纤维细胞,完全培养基为阴性对照,苯酚为阳性对照,通过细胞形态学、MTT试验以及流式细胞进行细胞毒性评价;②全身急性毒性实验:以生理盐水为阴性对照组观察2组小鼠腹腔注射材料浸提液和生理盐水后72h内有无中毒和死亡现象;③致敏试验:白化豚鼠30只均分3组,以生理盐水为阴性对照组、二硝基氟苯丙酮溶液为阳性对照组观察各组动物致敏区有无红肿和红斑,并记分;④溶血实验:生理盐水作为阴性对照组,灭菌蒸馏水为阳性对照组,分别加入抗凝兔血后计算溶血率;⑤热源实验:新西兰大白兔3只,按10ml/kg注射材料浸提液,测量正常体温与注射后连续3h内每小时体温的差值;⑥遗传毒性实验:KM小鼠30均分3组,分别按100g/kg间隔24h注射材料浸提液、环磷酰胺及生理盐水2次,观察骨髓嗜多染红细胞及含微核小体的骨髓嗜多染红细胞,并计算微核率。结果体外细胞毒性实验观察材料对细胞形态与生长无明显影响,MTT检测实验组细胞毒性为1级,流式细胞仪检测材料不会引起细胞凋亡;全身急性毒性实验显示实验组动物无中毒及死亡;致敏试验显示致敏区无水肿及红斑;溶血实验表明材料溶血率为0.71%,符合小于5%的实验标准;热源实验显示实验动物无明显体温升高;遗传毒性实验显示材料微核试验阴性,无遗传毒性。结论 n-HA/PAA复合材料具有良好的生物安全性。

复合骨修复材料——聚氨基酸/硫酸钙的生物相容性研究

采用原位熔融缩聚法合成聚氨基酸/硫酸钙(poly(amino acids)/calcium sulfate,PAA/CS)复合材料。分别将PAA/CS圆片和其浸提液与L929细胞共培养后观察细胞形态变化,采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖活性,流式细胞仪测定细胞周期。将致密圆柱状PAA/CS材料植入兔胫骨近端干骺端,进行大体和组织切片观察。结果表明材料对L929细胞生长活性无明显影响,细胞毒性0～1级,符合国家医用生物材料的细胞毒性要求。材料在动物体内不引起明显排异反应,并有新生骨长入材料内部,与宿主骨形成牢固的骨性愈合,具有良好的组织相容性和生物活性。

聚氨基酯载基因纳米粒的研究

目的合成一种新型阳离子聚合物聚氨基酯(PBAE),并以此作为基因载体进行研究。方法通过迈克尔加成反应合成PBAE,以自主装法制备PBAE/pDNA纳米复合物,并考察PBAE/pDNA纳米复合物在HEK293细胞中的转染效率。结果当PBAE/pDNA的质量比为50∶1时,pDNA被完全包裹;在HEK293细胞转染实验中,当PBAE/pDNA质量比为200∶1时,其转染效率高于阳性对照组PEI/pDNA的转染效率(43.3%±3.7%vs 30.3%±2.1%,P<0.05)。结论带正电荷的PBAE能够通过静电作用浓缩包裹pDNA,在体外转染实验中具有较高的转染效率。

纳米羟基磷灰石/聚氨基酸复合材料的生物相容性研究

目的:评价新型骨内固定生物材料纳米羟基磷灰石(Nanohydroxy apatite,nHA/)聚氨基酸的生物相容性。方法:对nHA/聚氨基酸复合材料生物相容性进行体外及体内评价,分别进行以下实验:①细胞毒性试验,材料与兔骨髓间充质干细胞共同培养,倒置相差显微镜观察细胞生长,CCK-8检测细胞增殖情况。②急性毒性试验,KM小鼠20只,雌雄不限,体重20～23 g,分两组(n=10),分别按50 g/kg注射材料浸提液及生理盐水,观察小鼠毒性表现。③溶血试验,分3组,分别取10 ml材料浸提液、灭菌蒸馏水、生理盐水,各加入0.2 ml新鲜抗凝兔血测溶血率。④热源试验,新西兰大白兔3只,雌雄不限,体重2.3～2.5 kg,按10ml/kg注射材料浸提液,测量正常体温与注射后连续3 h内每小时体温的差值。⑤微核试验,KM小鼠30只,雌雄不限,体重20～23 g,分3组(n=10),分别按100 g/kg间隔24 h注射材料浸提液、环磷酰胺及生理盐水2次,观察骨髓嗜多染红细胞及含微核小体的骨髓嗜多染红细胞,计算微核率。结果:nHA/聚氨基酸复合材料对骨髓间充质干细胞无毒性,无急性毒性,溶血率正常,无致热源,无微核试验遗传毒性。结论:nHA/聚氨基酸复合材料具有良好的生物相容性,有望用作骨内固定材料。

低聚氨基葡萄糖的研制

在中性条件下采用双氧水对脱乙酰壳多糖进行氧化降解，制备了分子量为１０００ 左右的药用低聚氨基葡萄糖。讨论了不同的双氧水浓度、配比、温度和反应时间对降解反应的影响，并用傅立叶红外分析表征了产物的结构。

肾上腺素在聚氨基-β-环糊精修饰电极上的电化学行为

利用合成的β-环糊精（β-CD）的衍生物6-氨基-6-脱氧-β-CD在玻碳电极上电聚合制备聚合物膜（PACD）,用循环伏安法研究PACD修饰电极对肾上腺素的电化学行为。试验结果显示,该修饰电极能有效消除抗坏血酸的干扰,在pH7.5的磷酸盐缓冲溶液中,氧化峰电流与肾上腺素浓度在4.0×10^-6~1.5×10^-4mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数为0.992 3,检出限为2.5×10^-7mol·L^-1。用于注射液中肾上腺素的检测,测定结果的相对标准偏差（n=6）值均小于4%,加标回收率在95.4%~99.6%之间。