可降解药物洗脱消化道支架的研究进展与前景

背景:目前消化道支架的临床应用较为普遍,常规的自膨胀金属及塑料支架存在易移位、取出困难、术后再狭窄等问题,可降解药物洗脱消化道支架凭借生物可降解、术后再狭窄率低等优点成为消化道支架研究的热点。目的:总结可降解药物洗脱消化道支架的研究进展,对可降解药物洗脱消化道支架的前景作出展望。方法:检索中国知网、万方、Pub Med、Web of Science数据库中1994年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“可降解,药物洗脱支架,食管支架,胆道支架,胰管支架,肠道支架,消化道支架”,英文检索词为“biodegradable,drug-eluting stent,esophageal stent,biliary stent,pancreatic duct stent,intestinal stent,gastrointestinal stent”,最终纳入64篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)可降解药物洗脱消化道支架以生物可降解材料为主体,搭载并局部洗脱不同治疗目的的药物,发挥物理支撑及药物治疗双重作用。通过调整支架材料性质、改进制造工艺及辅助手段可以加快或减缓支架降解速度,满足临床需求。药物洗脱技术以药物涂层、纳米颗粒、聚合物载药膜等为载药平台,使药物精准释放,提高病变部位局部药物浓度,减少药物损耗及毒性药物的全身吸收量。(2)可降解药物洗脱消化道支架主要为一种或多种功能性药物结合可生物降解聚合物、金属或纳米纤维材料。可用的功能性药物分为抗炎抗增生类、抗肿瘤类、溶石类、酶抑制剂类。(3)维持支架机械性能稳定和精准控释药物是可降解药物洗脱消化道支架现阶段需要解决的问题,开发新型可降解消化道支架,研究新型载药及释药方式、制造工艺和辅助手段是未来研究方向。

不同地膜的降解特征及其对旱区马铃薯生长和土壤微环境的影响

为筛选适宜宁南旱区马铃薯生长且对土壤环境友好的降解地膜类型,以不覆盖为对照,研究普通塑料膜、秸秆纤维地膜、生物降解膜的降解特征及其对马铃薯生长、土壤微环境的影响。结果表明,生物降解膜和秸秆纤维膜分别在播后90和60 d进入诱导期,生物降解膜和秸秆纤维膜均在播后150 d进入碎裂期;播后150 d的地膜质量损失率以秸秆纤维地膜最高,而普通塑料膜无明显变化。播后60 d,生物降解膜和秸秆纤维膜处理土壤蓄水量分别较对照显著提高21.4%和10.3%,而普通塑料膜处理与对照差异不显著。播后90~120 d,秸秆纤维膜和生物降解膜处理平均土壤温度分别较对照显著增加1.2和0.8℃。播后150 d,与对照相比,普通塑料膜和秸秆纤维膜处理土壤速效磷、速效钾含量提升效果显著。秸秆纤维膜处理细菌数量最高,而生物降解膜处理真菌和放线菌数量最高。播后150 d马铃薯地上部和地下部干物质累积量均以生物降解膜处理最高,马铃薯株高、茎粗和增产效果均以秸秆纤维膜处理最为显著。主成分分析结果表明,土壤细菌、放线菌数量是影响地膜降解的主要因素,而播后30~60 d土壤水分和播后60~120 d膜质量损失率对马铃薯产量形成至关重要。综上,秸秆纤维地膜降解效果优于普通塑料膜,且对改善旱地土壤微环境效果显著,可实现马铃薯增产,可代替普通地膜应用于旱作马铃薯生产中。本研究结果对筛选适宜宁南旱区农业可持续发展的最佳地膜类型具有一定的现实意义。

转色期苯丙噻二唑处理对‘霞多丽’葡萄果实氨基酸构成及其降解代谢的影响

为探究苯丙噻二唑(benzothiadiazole,BTH)处理对葡萄生长过程中果实氨基酸积累及其降解代谢的影响,以‘霞多丽’葡萄为实验植株,果实转色期喷施50 mg/L BTH,花后60 d开始每10 d采集1次样品直至果实成熟(花后110 d),使用高效液相色谱法、氨基酸自动分析仪、固相微萃取联合气相色谱-质谱联用仪分别分析果实的葡萄糖、果糖、蔗糖、有机酸和氨基酸含量,以及氨基酸降解代谢相关酶活性和相应香气产物。结果表明:谷氨酸、精氨酸和脯氨酸是‘霞多丽’葡萄果实的主要氨基酸,BTH处理可促进果实氨基酸积累,抑制果实葡萄糖、果糖和蔗糖生成,提高成熟果实的酒石酸和柠檬酸含量,降低苹果酸含量;同时,BTH处理抑制了果实游离态支链脂肪族香气化合物的生成,增强了成熟葡萄的氨基酸转移酶(aminotransferase,AT)、醇酰基转移酶(alcohol acyltransferase,AAT)和丙酮酸脱羧酶活力,改变了氨基酸总量与乙醇脱氢酶活力的相关性及AT和AAT活力与单糖和有机酸含量的相关性,进而影响了氨基酸代谢香气物质的生成。研究结果可为BTH调控葡萄品质的应用提供理论指导及实践依据。

玉米赤霉烯酮生物降解及其脱毒机制研究进展

真菌毒素是一类严重危害谷物、食品、饲料安全的污染物,可造成大量资源浪费和严重经济损失。在霉变玉米、小麦等谷物中,玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)具有高检出率,其污染暴露可造成生殖毒性、肝毒性、肾毒性等危害。因其污染范围广泛、危害严重,成为食品安全的重大隐患。传统的物理化学方法在降解ZEN的同时也存在二次污染风险,因此,食品相关产业一直在寻求具有更高专一性、靶向性、安全性和适应性的生物降解技术。本文综述ZEN毒性及其危害、ZEN降解菌株与降解酶及现代生物技术在ZEN脱除中的应用,重点分析ZEN生物降解产物类型及其脱毒机制,并展望ZEN生物脱毒的潜在应用方向,为ZEN生物脱毒研究提供理论依据。

可降解锌基合金在骨缺损修复重建中的应用及研究热点和不足

背景:锌基合金医用植入材料有优异的力学性能、完全可降解性、良好的生物相容性,主要用于骨科植入物、心血管支架、胆管支架、气管支架、神经导管等。目的:综述可降解锌基合金应用于骨缺损修复的研究进展,展望锌基材料可期研究方向与成果。方法:检索PubMed、Web of Science、万方及中国知网数据库,选择各数据库建库至2023年6月收录的各类可降解锌基合金用于骨植入材料研究的相关文献,对生物可降解锌基合金的基本特性进行概述,对锌基合金促进骨组织修复作用进行梳理和归纳总结,讨论当前的研究热点与不足。结果与结论:①锌基合金具备良好的生物相容性,以锌基合金为基体材料,借助支架结构构建技术和涂层优化工艺将有效提高锌基合金的骨传导性,并且使其降解产物具备高效骨诱导性,以调控成骨、破骨细胞的基因表达,促进骨缺损后的修复重建;②然而在锌基合金优化的研究中,涂层工艺相对不足,增材负载技术尚缺乏;③锌基合金拥有良好的机械、生物特性,通过特殊工艺可增加材料的骨传导性、骨诱导性以有效提高其促进骨修复重建能力,并有望进一步实现个性化移植材料的研发。优化涂层与增材负载等技术融合于锌基合金的研究有待进一步探讨。

低温水浴制备BiVO_(4)光催化材料用于可见光降解RhB研究

N型半导体BiVO_(4)是降解有机污染物最具应用前景的可见光光催化材料之一.然而,纯BiVO_(4)由于光生电子-空穴对复合过快,载流子传输速率低等问题限制着其光催化能力.表面活性剂不仅可以调节BiVO_(4)的形貌和粒径大小,还可以通过增大比表面积来增多反应活性位点,以提高光催化活性.本研究以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,通过简单的一步水浴法制备出一系列不同摩尔比的SDS/BiVO_(4)光催化剂,并在500 W氙灯下照射降解有机污染物罗丹明B并评价其光催化降解性能.结果表明:10%SDS/BiVO_(4)具有最高的光催化降解效率,BET表征和光电流测试证实了SDS的引入不仅增大了BiVO_(4)的比表面积为光催化反应提供更多的活性位点,而且提高了光生载流子分离和迁移效率.此外,自由基捕获实验表明:·OH和h+在光催化降解罗丹明B过程中是起主要作用的反应基团.该研究方法绿色环保且易于实现,为制备高效可见光光催化剂用于降解有机污染物提供了新思路.

热强化气相抽提联合微生物降解技术在加油站场地修复中的应用

以某加油站石油烃污染场地修复工程为案例,根据场地污染状况和修复要求,采用热强化气相抽提联合微生物降解技术进行原位修复。修复区域设置10口抽提井,5口注入井和8口监测井。首先应用气相抽提技术除去土壤中的挥发性有机物,修复20 d后,场地石油烃浓度低于国家标准GB 36600第二类用地筛选值;然后进行热强化气相抽提操作,将土壤中部分半挥发性有机物抽提出来;最后向土壤中注入高效降解菌,进一步除去土壤中残留的污染物,生物降解进行45 d后,土壤石油烃浓度低于第一类用地筛选值,实现修复目标。修复结果表明,该联合修复技术高效、绿色,修复过程可为同类场地修复提供工程借鉴。

真菌毒素降解酶及其结构和功能研究进展

真菌毒素作为真菌次级代谢产生的一类化合物,其化学结构稳定并可在食物链中积累,严重威胁人类和禽畜健康并造成重大经济损失。生物酶降解法因安全性高、环境友好等优点而在真菌毒素脱毒方面展现出极大的应用前景。本文系统总结黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、赭曲霉毒素和伏马菌素等常见真菌毒素降解酶的挖掘和功能分析,重点关注利用X射线晶体学等方法解析降解酶三维结构、揭示其催化机制的研究进展,并比较分析计算方法预测的结合口袋与试验确定的活性中心;阐述基于蛋白质结构的理性设计策略在真菌毒素降解酶改造中的应用,并讨论利用计算生物学方法预测蛋白质结构和功能、解析酶的作用机制并指导降解酶设计的潜力。本文可为解决食品和饲料中的真菌毒素污染问题提供新思路。

生物酶基因改造促进环境友好型降解塑料循环利用的科学发展

生物酶基因改造促进环境友好型降解塑料循环利用的发展。本文深入研究了塑料降解生物酶的筛选和选择的科学发展;研究了塑料降解生物酶的基因改造技术的科学发展;研究了塑料降解酶合成生物学技术科学发展研究;分析了AI塑料降解生物酶技术的科学发展;分析了塑料降解生物酶在环境友好型降解塑料中应用的科学发展;阐述了新型塑料降解生物酶的开发与应用前景;论述了塑料降解生物酶基因改造促进环境友好型降解塑料循环利用发展趋势和研究方向。本文指出塑料降解生物酶的发展,不仅提升了酶在实际应用中的降解效率,而且推动了环境友好型降解塑料循环利用。

Fenton及Photo-Fenton非均相体系降解有机污染物的研究进展

Fenton及photo-Fenton氧化法是一种有效的应用于环境污染物处理领域的高新氧化技术之一,对Fenton试剂的固定化可以减少铁离子的二次污染,提高催化能力和光利用率,及扩展pH等优势。本文综述了近年来Fenton及photo-Fenton非均相体系氧化降解有机污染物的研究状况。引用文献57篇。

Photo-Fenton技术处理难降解有机废水的研究进展

Photo-Fenton氧化法是将紫外或可见光引入到Fenton体系中形成的一种高级氧化技术.介绍了Photo-Fen-ton技术处理难降解有机废水的作用机理,探讨了不同外界影响因素对处理效果的影响,阐述了该技术在水处理中研究和应用的最新进展,并提出了Photo-Fenton试剂的发展方向和前景.

邻苯二甲酸酯降解功能内生菌群的筛选及定殖效能

为降低邻苯二甲酸酯(PAEs)污染作物对人体健康的威胁,从PAEs污染蔬菜中富集驯化具有PAEs降解高效性和广谱性的功能内生菌群,解析菌群群落组成并优化其降解条件,借助水培体系研究了功能内生菌群在作物体内的定殖效能.高通量测序结果表明,从门的分类水平看,菌群主要由变形菌门(Proteobacteria,76.57%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,21.04%)和放线菌门(Actinobacteria,2.37%)组成;从属的分类水平看,菌群主要由鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium,33.03%)、代尔夫特菌属(Delftia,40.61%)、假单胞菌属(Pseudomonas,11.70%)、无色杆菌属(Achromobacter,3.04%)和根瘤菌属(Rhizobium,6.90%)组成.在无机盐纯培养体系中,该菌群在7d内对5mg/L的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)降解率分别为97.08%、94.47%、98.02%和44.82%.单因素试验结果表明,菌群降解PAEs的最佳条件为:pH值7、25℃、盐度1%、底物浓度5mg/L.水稻水培试验表明,菌群可以定殖到水稻体内并有效促进PAEs的去除,与对照组相比,处理15d后水稻体内DMP、DEP、DBP和∑PAEs含量分别降低了41.09%、45.33%、63.06%和32.3%.菌群的定殖还能够提高水稻根长、株高和生物量,促进水稻的生长.该菌群在降低作物PAEs积累、保障PAEs污染地区农产品质量安全方面具有良好的应用前景,能有效降低作物PAEs污染对人体健康的威胁.

氧化亚铜基光催化剂的制备及降解性能研究进展

Cu_(2)O是一种p型半导体,在光催化领域有着广阔的应用前景。研究者通过调控Cu_(2)O形貌和尺寸、构建异质结结构、设计复合材料增大比表面积和导电性等手段,提高其光利用率,降低了光生电子-空穴对复合率,从而提高了Cu_(2)O的光催化活性和光稳定性,促进了其在光催化降解染料领域的应用。本文重点综述了通过元素掺杂、半导体异质结构建及与其他材料复合的途径增强Cu_(2)O光催化性能的方法,归纳了其在光催化降解有机污染物方面的应用及异质结增强机理,指出了目前研究存在的短板,并对氧化亚铜基复合光催化的发展及应用前景进行了展望。

新污染物在含溶解有机物水体中光降解行为研究进展

新污染物(emerging contaminants,ECs)是一类稳定性高、亲水性强的环境污染物,其中大部分物质最终会进入并滞留在自然水域,因其对生态和人类健康的危害而受到广泛关注.光化学降解是ECs在水体中的主要转化过程之一,包括直接光解、间接光解和自敏化光解.溶解有机物(dissolved organic matter,DOM)作为水体中具有优异光化学性质的光敏剂,吸光后产生·OH、1O2、3DOM*等活性反应中间体,对ECs的间接光降解过程有着重要影响.为探究ECs在水体中的迁移转化并评估其生态环境风险,有必要提高对其降解过程的认识.鉴于此,文章在论述DOM环境光化学特性和过程的基础上,重点阐述了DOM类型、来源、荧光组分及环境因素对ECs光降解过程的影响.DOM对ECs间接光降解过程的影响主要包括促进作用和抑制作用.促进作用主要表现在DOM产生的活性反应中间体与ECs反应,抑制作用主要包括光屏蔽作用和猝灭效应.DOM的作用效果与其类型、来源、组分及环境因素密切相关.同时,文章就DOM对ECs光降解影响的研究工作进行展望,这将有助于更全面地了解ECs的光化学行为,对于评估ECs在自然水体中的环境归趋和生态风险具有重要意义.

桉木化学机械浆废水好氧生物抑制特性分析及降解规律研究

采用GC-MS方法分析了桉木化学机械浆废水厌氧处理和好氧处理出水的有机物成分及含量,统计了好氧处理前后废水中碳原子数的分析情况,分析了废水中主要的生物难降解组分及降解规律。研究结果表明:经厌氧和好氧处理后残余的主要有机污染物为芳樟醇(C10,21.21%)、对叔丁基苯乙酸甲酯(C13,21.39%)、二氢月桂烯醇(C10,8.90%)、铃兰醛(C14,6.16%)和香茅醇(C10,4.76%)等,主要为含苯环有机物和抑菌成分,具有生物难降解性和抑菌性,宏观表现为生物处理去除率较低。好氧处理前后,废水中醇类物质质量分数从19.32%上升至51.71%,醛类物质质量分数从3.68%上升至13.35%,酯类物质质量分数从29.75%降至28.32%,含苯环有机物质量分数从32.70%上升至61.06%,说明其他有机物获得比含苯环有机物更大幅度的降解。建议通过解毒预处理和生物强化提高微生物活性等途径改善生物处理效果,减轻后续深度处理的难度,降低综合处理成本,实现低成本达标排放。

高铁酸钾-过硫酸钠降解萘的效能及机理研究

为了绿色且高效地治理多环芳烃萘污染地下水,采用高铁酸钾-过硫酸钠体系降解萘,考察高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比、pH值和温度对萘降解效果的影响,并探究反应动力学和降解机理。研究显示,当温度为25℃,pH值为5.0,高铁酸钾和过硫酸钠的摩尔比为1∶2时,在50 min时萘最佳降解率为82.3%。采用一级反应动力学方程对萘的降解曲线进行拟合,发现其反应速率k为0.0302 min^(-1),远高于高铁酸钾体系的0.0074 min^(-1)和过硫酸钠体系的0.0034 min^(-1)的总和,表明高铁酸钾-过硫酸钠体系存在协同作用。通过对高铁酸钾-过硫酸钠体系中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化测定,显示该体系可以活化过硫酸钠且Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)质量浓度变化与萘的降解试验结果吻合。采用自由基猝灭试验和电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)技术探究高铁酸钾-过硫酸钠体系中的活性氧化物种,发现羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))都参与了萘的降解过程。采用气相色谱-质谱联用仪(Gas Chromatography and Mass Spectrometry,GC-MS)分析确定了3种萘的中间产物,并提出了一种可能的降解途径。研究发现,萘在降解过程中可被转化为低毒或无毒物质,表明高铁酸钾-过硫酸钠体系对萘的降解是一个渐进降低毒性的过程,可以有效降低环境风险。总之,高铁酸钾-过硫酸钠联合体系作为一种高效的清洁技术,可为治理多环芳烃萘污染地下水提供一定的理论指导。

甲基苯丙胺的电化学催化降解及机理研究

甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)作为一种兴奋剂类毒品,正在全球范围内蔓延,研发高效、环保、低成本的销毁技术十分必要。本文设计了电化学催化降解METH的方法,通过扫描电镜(SEM)和元素分析对电极形貌结构及成分进行了分析,并利用气相色谱(GC)和循环伏安法(CV)对METH电化学降解过程和机制进行了探讨。结果表明,钛基钌铱电极(DSA电极)表面的裂纹结构,大大提高了电极活性面积,对METH的降解效果优于碳纤维电极和Pt电极。电解条件优化后,DSA电极对METH的电化学降解效果显著,METH基本完全降解。METH的降解以间接氧化为主,降解反应遵循一级反应动力学。电化学催化可以快速高效的降解METH,且环境友好,是对METH无害化处理的有效手段。

高温改性钢渣活化过硫酸盐降解甲基橙和苯酚的反应机制

采用高温改性钢渣活化过硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解甲基橙(methyl orange,MO)和苯酚(phenol,AR)。考察了改性钢渣投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度对MO和AR降解效果的影响。在改性钢渣质量浓度为9.0 g/L、PMS物质的量浓度为12.0 mmol/L、初始pH值为7.0、反应温度为25℃的条件下,反应90 min,30 mg/L MO和15 mg/L AR的降解率分别达到90.5%和100%。材料表征分析结果表明,高温改性钢渣比表面积增大、孔隙率高、催化氧化PMS性能好,且重复利用仍有较好的原位恢复性能。自由基淬灭和电子顺磁共振波谱实验说明,高温改性钢渣/PMS反应体系存在非自由基(1 O 2)和自由基(SO_(4)^(-)·和·OH),发挥了碱活化PMS和铁氧化物活化PMS的共同作用,最终将MO和AR降解为小分子物质。

α-FeOOH-Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)光催化材料的制备及对苯酚的降解性能研究

以Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH为核、SiO_(2)为壳,采用沉淀法制备α-FeOOH-Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性复合材料,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_(2)-Fe_(2)O_(3),然后通过厌氧煅烧法制备了α-FeOOH-Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)材料并用来降解苯酚溶液。利用XRD、XPS、SEM、TEM、VSM等表征分析了材料的组成、结构、形貌及磁性能。通过单因素分析确定α-FeOOH-Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)@TiO_(2)-Fe_(2)O_(3)光催化反应300 min降解苯酚的最佳条件。结果表明,在pH=2时降解率为82.3%,材料投加量为0.5 g时降解率为62.3%,光照强度为9 W时降解率为91.2%。自由基清除剂实验表明,超氧自由基和羟基自由基在降解苯酚过程中起主要作用。纳米磁性材料有效改善了光生电子/空穴分离效率,而且在维持催化活性的同时赋予了材料磁性,实现了材料的高效回收。

不同形貌CaO_(2)的制备及其降解水中结晶紫的研究

为探究不同形貌过氧化钙对染料降解去除效果的差异性,采用钙盐法在不同条件下制备不同形貌的过氧化钙,并将其用于处理结晶紫模拟的染料废水。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对制得的过氧化钙进行了形貌表征,证明合成了四方晶状过氧化钙和球状纳米过氧化钙,并考察了两种过氧化钙在不同条件下对模拟染料废水中结晶紫的去除效果。结果表明,在模拟染料废水初始pH为6.0,结晶紫初始浓度为10 mg/L,四方晶状过氧化钙投加量为18.0 mg,球型纳米过氧化钙投加量为30.0 mg时,结晶紫的去除率分别可以达到94.14%和85.49%。准一级动力学方程可以描述两种过氧化钙对结晶紫的降解机制,球状纳米过氧化钙对结晶紫的降解过程与准一级动力学模型的吻合度更高。