生物降解性形状记忆聚合物的研究进展

形状记忆聚合物(SMP)可以在特定的刺激下改变形状,是一类应用前景广阔的智能材料。生物降解性SMP可以在人体内分解。这种材料符合生物医学应用中的严格要求,是微创手术和可触发生物医学设备的理想选择,对其中部分材料已经进行了深入的研究,并有着广泛的用途。文中综述了聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)、聚十二烷甘油酯(PGD)、聚(ω-十五酸内酯)(PPDL)等几种主要的生物降解性形状记忆聚合物的研究进展,并对其形状记忆效应的机理进行了分析和介绍。

生物降解性形状记忆聚合物及其在生物医学工程方面的应用

综述了生物降解性形状记忆聚合物如聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯等的最新研究进展及其形状记忆机理。聚乳酸、聚己内酯和聚氨酯分别是通过相态转化、物理或化学交联以及相分离来实现形状记忆特性的。着重讨论了生物降解性形状记忆聚合物在生物医学工程领域的应用研究现状,详述了其在药物缓释、医疗器械、骨组织以及手术缝合线方面的应用,并展望了生物降解性形状记忆聚合物今后的发展前景。

D，L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性和细胞相容性

背景:课题组前期实验研制了输卵管避孕器材料D,L-聚乳酸基形状记忆聚合物,依据国内《生物材料和医疗器材生物学评价技术要求》规定,植入体内的组织工程材料必须进行生物安全评价和细胞相容性实验。目的:观察D,L-聚乳酸基形状记忆聚合物的生物安全性。方法:①内毒素实验:在鲎试剂中分别加入聚合物浸提液、内毒素工作标准品溶液和细菌内毒素检查用水。②致敏实验:在昆明小鼠肩胛骨内侧分别注射聚合物浸提液+弗氏完全佐剂+生理盐水、弗氏完全佐剂+生理盐水,通过皮内诱导、局部诱导和激发阶段,观察动物激发部位皮肤红斑和水肿反应程度。③急性毒性实验:分别在昆明小鼠腹腔注射100%,50%,25%聚合物浸提液及生理盐水。④细胞增殖MTT实验:直接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物膜、聚乳酸与玻璃片上;间接法为将人脐静脉内皮细胞分别接种于聚合物浸提液、丙烯酰胺溶液及1640培养液。结果与结论:D,L-聚乳酸基形状记忆聚合物材料无细菌污染状况,符合生物安全标准,无致敏性及毒性,并且具有较好的细胞相容性。

形状记忆聚合物及其在生物医学工程中的应用

介绍了形状记忆聚合物的最新研究进展,从结构角度分析和探讨了聚合物产生形状记忆效应的原理,并对聚氨酯、交联聚酯、聚合物凝胶等形状记忆高分子材料的特性及其在生物医学工程领域的应用进行了介绍和评价。

形状记忆聚合物在生物医学领域的研究进展

形状记忆高分子材料已经成为一种新型的生物医用智能材料,它能够根据不同应用进行性能设计,以满足生物医学领域对材料多功能的要求。基于不同的应用,形状记忆聚合物材料可以提供适合的功能,例如:形状展开功能、形状固定及回复功能、形变回复率及回复力可控性能等。形状记忆高分子材料可以通过多种刺激,例如:热、光、电、磁等方式被激发,实现其生物医学功能。这些刺激可以通过直接接触或遥控的方式激发材料的性能。形状记忆高分子材料也可以经过设计,具有生物降解性能、生物相容性等。首先介绍了形状记忆聚合物材料的结构原理、性能及分类,并在此基础上根据不同生物医学领域的应用进行总结,同时针对不同的形状记忆性能在生物医学领域的应用进行探讨。最后对形状记忆聚合物材料的生物力学性能、灭菌方式对材料性能的影响等进行了总结。

形状记忆聚合物智能材料在生物医学领域的应用

近年来,形状记忆聚合物(Shape memory polymer,SMP)作为一种新型智能材料,在生物医学领域显示出极为光明的潜在应用前景。相比于传统的金属医疗器件,SMP在生物医学领域的应用具有以下三大特点:(1)借助形状记忆效应可实现自适应特性;(2)生物相容性更好、生物降解性可调控;(3)力学性能不仅可在很大范围内调控,且与人体组织匹配性更好。本文归纳了SMP智能材料在生物医学领域的应用,分别对其在医疗器械领域、骨领域、药物释放领域以及生物电子医学领域的应用进行介绍,总结概括了形状记忆聚合物在生物医学领域应用的现有研究成果,分析了其中存在的问题并展望其前景,以期为形状记忆聚合物在生物医学工程领域的应用进行初步的探讨并提供有益参考。

可降解形状记忆聚合物研究进展

综述了近来可降解热塑性和热固性形状记忆聚合物(γ-射线、紫外光辐射等交联方式)的研究进展。热固性形状记忆聚合物的形状恢复率、形状固定率相对较大,降解速度均一,具有良好的研究及应用前景。

形状记忆聚合物特性及在生物医学领域应用中的优势

背景:形状记忆聚合物是一类新型功能材料,在生物医疗领域的潜在应用前景逐步受到人们的重视。目的:综述形状记忆聚合物的特性及其应用现状。方法:通过Springer Link数据库、中国期刊全文数据库等检索数据库搜索近年来有关形状记忆聚合物的研究内容。结果与结论:形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与形状记忆合金及形状记忆陶瓷相比,它具有密度低、质量轻、成本低、形状回复率高、形状记忆温度易于调节、易于着色、形变量大、赋形容易且易于在预定温度下被激发等优点。特别是形状记忆聚氨酯,具有结构-性能易于控制、形状记忆温度选择范围宽(-30-70℃)、生物相容性良好等优点,因而在生物医学领域具有广阔的应用前景。但目前已开发的形状记忆聚合物普遍综合性能不够理想,如聚降冰片烯虽然形变回复力大、形变速度快、回复精度高,但形状回复温度可调节范围小,相对分子质量太大,分子链较长,成型加工较为困难等。另外,多数形状记忆聚合物形状回复力小,回复速度较慢,回复精度低,重复记忆效果不够理想,机械强度和化学耐久性还不够好。因此,利用分子设计和材料改性技术优化其形状记忆功能,努力提高其综合性能,是今后形状记忆聚合物研究和发展的关键。

可降解形状记忆聚合物在口腔医学领域应用研究进展

形状记忆聚合物在适当的刺激(温度、光、电、磁、溶剂)下,可以完成从暂时态到永久或者初始形状的转变。其中,热致型形状记忆聚合物最具代表性,可以通过转变温度来完成形状记忆。在医疗领域,生物相容性、机械性能、可降解性等都是至关重要的因素。凭借形状记忆效应,可降解形状记忆聚合物在生物医学领域具有广阔的应用前景。本文就形状记忆聚合物的记忆机理、可降解形状记忆聚合物的分类及其在口腔医学领域的应用作一综述。

形状记忆聚合物在生物医学领域中的应用

介绍了形状记忆聚合物(SMP)的记忆机理、分类以及在手术缝合线、食道支架、血管支架及移植物、组织工程支架、创面敷料、栓塞线圈、膀胱内给药装置、微创骨修复方面的研究进展,并且展望了其在生物医学领域的研究方向.

生物降解性形状记忆发泡聚己内酯的制备及性能

采用强化辐射交联的聚己内酯(PCL)作为基体,制备了一种可降解性形状记忆泡沫材料。研究了PCL的强化辐射交联特性、辐射剂量对发泡的影响以及该泡沫材料的形状记忆性。结果表明,含有多个双键官能团的单体(TMPTA)对PCL的辐射交联具有明显的促进作用;且添加多官能团单体的辐射交联规律不再遵从Charlesby-Pinner关系式,而用陈-刘-唐关系式处理,得到比较好的线性关系。同时还研究了发泡对交联PCL形状记忆性能的影响,发现PCL泡沫的形状记忆性能与辐射剂量和发泡剂的用量密切相关。当辐射剂量较高或发泡剂用量较高时,得到较好的形状记忆效应。

生物医用形状记忆聚合物前沿进展

目前临床上使用的非动态的一些聚合物已无法满足组织修复或疾病治疗的需求,而人体内的生物环境是不停变化的,因此,形状记忆聚合物是一种适合应用于此领域,并能满足动态响应的需求的材料。形状记忆聚合物不仅生物相容性好,而且可降解,更重要的是,可在外界环境的刺激下回到开始的记忆形状。但是目前,近几年关于生物医学形状记忆聚合物的综述性论文很少,因此,本文将要大量调研近几年相关文献的基础上,从前沿背景、技术的最新进展、总结与展望三个方面来完成论述,目的是为刚进入该领域的研究者们提供参考。

冷劲松教授课题组在4D打印形状记忆聚合物新型可降解心脏病封堵装置研究领域取得重要进展

我校航天学院复合材料与结构研究所冷劲松教授课题组近日在《先进功能材料》(《Advanced Functional Materials》)上发表题为"4D打印可生物降解及远程驱动控制的形状记忆封堵装置(4D-Printed Biodegradable and Remotely Controllable Shape Memory Occlusion Devices)"的文章.该研究将可编程的形状记忆聚合物与3D打印技术相结合,设计并制备了可个性化定制、可生物降解及远程驱动可控的形状记忆聚合物封堵器,有望成为金属封堵器的潜在替代装置.以房间隔缺损(ASD)封堵器为例,该项研究设计了可编程的形状记忆ASD封堵器.

形状记忆聚合物泡沫材料的研究进展

形状记忆聚合物作为一类极其重要的形状记忆材料在航天航空、生物医学、电力电子、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。介绍了形状记忆聚合物泡沫的研究概况,然后综述了环氧、聚氨酯及生物降解聚合物形状记忆泡沫的研究进展。

可生物降解聚合物物理发泡研究进展

对比传统的聚合物发泡材料,可生物降解聚合物具有绿色环保和持续性的优点,广泛应用于农业、食品包装、生物医药领域中。通过物理发泡工艺制备的可生物降解聚合材料除具有自身的特性外,还兼具轻量化、绝热性和缓震性等优点,是传统石油基聚合物泡沫材料的潜在替代品。然而,可生物降解聚合物普遍存在分子链结构单一、熔体强度低和制备成本高等问题,并且在物理发泡过程中易发生泡孔破裂或熔并,从而导致基体收缩,泡孔结构难以保持。基于可生物降解聚合物物理发泡工艺的机理,对不同物理发泡方法进行了分类,并针对各类工艺的特点进行了全方位的阐述。随后,围绕几种典型的可生物降解聚合材料进行了发泡行为及参数关系的讨论,介绍了不同材料对发泡工艺及发泡剂的选择依据,综述了发泡条件对膨胀倍率和泡孔尺寸的影响规律。此外,对多种可生物降解聚合物在发泡过程中存在的问题给出了相应的解决方案,介绍了可生物降解聚合物泡沫在食品包装、电子电器、生物医疗材料领域中的功能应用,总结了发泡工艺、聚合物结晶行为及改性方法对可生物降解聚合物发泡过程的影响。最后,指出了可生物降解聚合物泡沫在未来发展中的方向与挑战。

生物基可降解聚合物在生物医学领域的应用及研究进展

聚合物科学和工业的发展使得人们更加关注环境友好的材料,以减轻传统石油基塑料对环境的影响。生物基聚合物是具有良好可持续性、生物相容性和可降解性的材料,在食品包装、农业、纺织等领域表现出巨大的应用潜力,并在生物医药领域中具有独特的优势。综述了常见的生物基可降解聚合物(多糖、蛋白质、合成聚合物如脂肪族聚酯等)的获取方式、结构、性质特点及其在生物医学领域中的最新研究进展,分析了它们目前存在的缺陷,并对未来的发展趋势进行了展望。

初始苯酚浓度对生物膜反应器降解苯酚及胞外聚合物生成的影响

采用生物膜反应器处理模拟高浓度含酚废水,考察初始苯酚浓度变化对含酚废水处理效果及生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)的影响。初始苯酚浓度由500 mg·L^(-1)逐渐提高至1500 mg·L^(-1),反应器总运行时间为38 d。实验结果表明:随着初始苯酚浓度的提高,苯酚和COD去除率呈先升后降的趋势,初始苯酚浓度范围为847.18~940.06 mg·L^(-1)时苯酚和COD去除率最高,60 h内苯酚和COD去除率分别达到100%和66.47%。高浓度初始苯酚的加入使微生物分泌更多的EPS,EPS含量先增加后维持稳定。初始苯酚浓度达到1325.42 mg·L^(-1)时,EPS、PS(polysaccharide)、PN(protein)达到最大值,分别为97.63 mg·g^(-1)(VSS)、42.82 mg·g^(-1)(VSS)、54.81 mg·g^(-1)(VSS)。初始苯酚浓度处于较高浓度范围(847~1481 mg·L^(-1))时,该反应器仍能较好地适应。以期为复合式生物膜法处理苯酚废水的工艺优化和机理研究提供指导。