聚羟基丁酸酯及其在生物医学领域中的应用

简要介绍了生物可降解聚合物聚羟基丁酸酯 (PHB)的合成、提取及改性技术 ,重点评述了

聚羟基丁酸酯在组织工程中的应用

介绍了生物可降解聚羟基丁酸酯 (PHB)在软骨、骨、皮肤、心脏瓣膜、血管。

细菌纤维素/银纳米粒子复合多孔支架材料的制备与表征

以细菌纤维素水凝胶膜、硝酸银和硼氢化钠为原料,制备了细菌纤维素/银纳米粒子多孔复合支架,并利用扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、热失重及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,在细菌纤维素网络结构内部发现了银纳米粒子,表明银纳米粒子进入到细菌纤维素内部,形成细菌纤维素/银纳米粒子复合物;并且,银纳米粒子的粒径随着硝酸银和硼氢化钠浓度的升高而变大;银粒子的引入使细菌纤维素的链规整度有所下降,结晶度变小、力学性能下降,但材料具有了良好的抗菌性能,使其更适用于医用敷料领域。

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu^(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu^(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu^(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu^(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu^(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu^(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。

静电纺丝制备P(3HB-co-4HB)/醋酸纤维素复合纳米纤维支架的性能及细胞相容性

采用静电纺丝法制备了一系列不同组成含量的3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维支架。通过扫描电镜、水相接触角和力学性能测试对复合纳米纤维支架的形貌、亲水性及力学性能进行了表征。结果表明,静电纺P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维均匀,平均直径在350~700nm之间,且呈相互贯通的三维多孔网状结构。随着CA含量的增加,复合纳米纤维支架的亲水性变好,但拉伸强度和断裂伸长率有所下降。体外降解实验发现,不同降解环境下P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维支架的降解速率不同,酶能加速复合纳米纤维支架的降解速率。鼠成纤细胞在复合纳米纤维支架表面能很好地粘附和铺展,表明P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维支架具有良好的细胞相容性,在组织工程支架材料领域具有广阔的应用前景。

静电纺丝制备聚吲哚导电纳米纤维及其性能表征

采用化学氧化还原法合成了聚吲哚,利用静电纺丝技术制备了聚吲哚导电纳米纤维,并通过正交实验优化工艺参数为纺丝液浓度2%,挤出速率1 m L/h,纺丝电压20 k V,接收距离18 cm,最终制得直径为216 nm的聚吲哚导电纳米纤维。利用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热恩熙及电导率测试对聚吲哚纳米纤维的结构和性能进行了表征,结果表明,静电纺丝过程中聚吲哚的分子链结构并没有发生明显变化;静电纺聚吲哚纳米纤维的结晶更完善、电导率提升了近120%。静电纺丝后聚吲哚的玻璃化转变温度和熔融温度变化不大,分别在130℃和240℃附近,但热降解温度从465℃下降至420℃。

细菌纤维素／壳聚糖复合多孔支架材料的制备与表征

利用细菌纤维素水凝胶膜和壳聚糖为原料,介绍了多孔复合支架的制备方法,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、元素分析及力学性能测试对多孔复合支架的特性进行了研究。结果表明,复合多孔支架的表面孔径变大、孔隙率下降,但依然呈三维网络结构;壳聚糖的加入有可能取代水分而与细菌纤维素分子链形成分子间相互作用,使细菌纤维素的链规整度下降,结晶度指数由0.82下降至0.61;力学性能有所下降,拉伸强度从140MPa下降至134MPa;这种复合多孔支架由于具有良好的生物相容性可以应用于生物医学领域,如辅料、组织工程支架等。

3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物/醋酸纤维素复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝法制备了3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维,并优化了复合纳米纤维的制备工艺,最终可制得直径为356nm,标准方差为0.28的复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射和差示扫描量热分析对复合纳米纤维进行了表征。结果表明,复合纳米纤维表面非常光滑,纤维间呈无序排列,有较高的孔隙;复合纳米纤维的结晶结构与P(3HB-co-4HB)的结晶结构基本相同,少量CA(10%)的加入能促进复合纳米纤维的快速结晶,起到成核剂的作用,从而使纳米纤维的结晶度得到提高,CA加入量过多时,结晶度下降;随着CA含量的增加,复合纳米纤维的玻璃化转变温度从46.6℃下降至21.3℃,而熔融温度变化不大,在130℃附近。

细菌纤维素/明胶复合多孔支架材料的制备与表征

介绍了以细菌纤维素水凝胶膜和明胶为原料制备细菌纤维素/明胶多孔复合支架的方法,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,复合多孔支架的表面孔径变大、孔隙率下降,但依然呈三维网络结构;明胶的加入使细菌纤维素的链规整度下降,结晶度变小、力学性能下降;同时,明胶能够调节细胞的响应并且促进细胞的贴附和生长,使细菌纤维素/明胶复合多孔支架更有利于细胞的粘附、增殖,更适用于生物医学领域。

壳聚糖改性纤维素共混复合物的制备及性能

利于壳聚糖共混改性纤维素,介绍了共混改性复合物的制备方法,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微(SEM)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)、平衡水分含量及力学性能的测试对共混复合物的特征进行研究。结果表明,在共混复合物中纤维素和壳聚糖具有良好的相容性,没有相分离发生;共混壳聚糖后,随着壳聚糖含量的增加,纤维素的结晶规整度下降,结晶度变小,热稳定性变差,热分解稳定降低;但亲水性变好,平衡水分含量增大,材料的柔性提高。

一种新型凝胶改性隔膜在MH-Ni蓄电池中的应用

研究了一种新型聚合物凝胶改性隔膜在MH-Ni蓄电池中应用的可能性。通过紫外接枝技术,在普通的聚丙烯隔膜两侧接枝了一层聚丙烯酸凝胶膜,当凝胶层吸附碱液后形成凝胶,使这个实验电池体系全固态化。对凝胶改性隔膜进行的电导率及循环伏安测试表明,其作为电解质的性能与KOH水溶液相当;对用凝胶改性隔膜组成的实验电池研究表明,电池的充放电性能及循环寿命均较好,特别是电池的储存性能很好,与相同条件下用KOH水溶液为电解质的实验电池相比,其容量保持率提高了近1倍。同时在整个实验过程中也没有发现凝胶改性隔膜发生降解反应,说明凝胶改性隔膜非常稳定,有可能运用于商业MH-Ni蓄电池。

水解处理对静电纺3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物/醋酸纤维素复合纳米纤维形貌结构和性能的影响

采用静电纺丝法制备了3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维,研究了水解处理对静电纺P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维形貌、结构及性能的影响。水解处理后纤网结构仍然保持完整,但复合纳米纤维的平均直径有所下降,纤网结构变得更密实。在水解处理过程中乙酰基转变为羟基,随着水解时间的延长,羟基含量增加,CA分子链的结构变得规整,羟基之间的相互作用使分子链能够规整排列,从而有助于CA和P(3HB-co-4HB)的结晶。水解处理后,复合纳米纤维的热稳定性得到明显提高、材料由疏水性转变为亲水性,力学性能有较大幅度的提升,更有利于细胞的粘附。水解处理后的P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维更适宜用作生物材料应用在组织工程支架材料领域。

纤维素/聚氨酯半互穿网络的制备及性能

利于聚氨酯对纤维素进行改性研究,介绍了纤维素/聚氨酯半互穿网络的制备方法,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、力学性能及电学性能的测试对纤维素/聚氨酯半互穿网络的特征进行研究。结果表明,在半互穿网络中纤维素和聚氨酯具有明显的相分离现象;线性纤维素分子穿插于已交联的聚氨酯网中,形成半互穿网络;相比纯纤维素,纤维素/聚氨酯半互穿网络中纤维素的结晶规整度下降,结晶度变小,但强度和杨氏模量有较大的提高;小电压下,位移偏量得到大幅提高,这种材料有望作为电活性材料应用于制动器、感应器等领域。

多相聚合物共混过程中的相结构研究及在线分析

叙述了多相聚合物共混过程中相结构的形成及变化机理，并综述了多相聚合物共混加工在线分析的几种方法。介绍了天津大学自己研制的动态激光背散射在线分析系统。

纤维素／聚羟基丁酸酯电活性复合膜的制备及性能

以三氟乙酸为溶剂,采用溶液共混旋转浇注法制备了纤维素/聚羟基丁酸酯电活性复合膜材料。通过扫描电子显微镜、红外光谱、差示扫描量热分析、X射线衍射对复合膜材料进行了表征,并测试了复合膜材料的力学性能与电活性性能。结果表明,复合膜材料中纤维素的结晶规整度下降,结晶度指数下降了29%;复合膜材料的断裂强度、断裂伸长率及杨氏模量分别为74MPa、7.2%和2.5GPa,较PHB有较大的提高;电活性复合膜材料最高可产生1.35cm的弯曲应变响应,较纯纤维素膜电活性材料性能提高了约50%,这种材料有望应用于制动器、感应器等领域。

细菌纤维素增强聚羟基丁酸酯复合材料的制备及性能

利用细菌纤维素(BC)作为增强材料,采用溶液浸渍法制备了细菌纤维素/聚羟基丁酸酯(PHB)复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试对细菌纤维素/聚羟基丁酸酯复合材料的特征进行了研究。结果表明,PHB可以较好地渗透进入BC三维骨架中形成复合材料;在复合材料中PHB和BC的结晶特征均没有发生根本改变,只是随着PHB含量的增加,其特征衍射峰强度变大、半峰宽变小;力学性能测试显示BC能够有效增强PHB的力学性能,复合材料的断裂强度可达91MPa,断裂伸长率为7.9%,冲击强度为47.8 J/m2,较纯PHB分别提高了310%、75%和140%,其杨氏模量约为1.18 GPa,提高了约100%。由于PHB和BC均是生物材料,这种复合材料在骨组织工程中有望获得应用。

细菌纤维素纳米复合物的研究进展

细菌纤维素是一种新型的生物材料,具有很多优良的性能,在伤口敷料、人造血管、人工皮肤及组织工程领域有着广阔的应用前景。近年来,国外研究者采用纳米复合技术对细菌纤维素进行了修饰,以赋予细菌纤维素新的性能。综合介绍了目前国外关于细菌纤维素纳米复合物的研究进展及其应用情况。

偶联法制备聚羟基丁酸酯/聚乙二醇共聚物及其性能

利用二异氰酸酯为偶联剂,采用不同分子量的聚乙二醇(PEG)与聚羟基丁酸酯(PHB)进行偶联反应,制备一系列聚羟基丁酸酯/聚乙二醇共聚物。利用红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、表面水相接触角及力学性能实验对共聚物进行了分析研究。结果表明,偶联聚乙二醇后,PHB链的规整度降低,PHB的结晶度下降,非结晶区增大,同时表面亲水性变好,当采用高分子量的PEG后,共聚物的拉抻应力-应变曲线中出现了明显的屈服点,断裂伸长率也有了较大的提高,达到了11%,韧性得到改善,力学性能有一定程度的提高。

导电聚合物材料在电化学器件中的应用及发展

综述了导电聚合物材料在电化学器件、电化学超级电容器及二次电池领域中的应用及发展,着重介绍了在各种二次电池体系中导电聚合物材料的应用及研究,并提出了一种新型的完全以导电聚合物材料为电极活性材料的聚合物氢离子电池体系。

聚乙二醇共混改性聚羟基丁酸酯的研究

研究了聚乙二醇(PEG)溶液共混改性聚羟基丁酸酯(PHB)。DSC、WAXD及力学性能实验表明,PHB／PEG 共混物经溶液成膜后,PHB相和PEG相的非晶相部分是热力学相容的,少量PEG的加入,能提高PHB相的结晶度,降低PHB相的熔融温度,减小球晶尺寸,PHB的脆性和加工温度有一定的改善。