丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的水分散聚合物制备

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,过硫酸铵为引发剂,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为分散剂,在硫酸铵水溶液中采用水分散聚合法,制备了丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚水分散体.考察了分散聚合过程中体系黏度变化,引发剂用量、硫酸铵的用量、分散剂的用量对共聚物黏度、分子量、颗粒尺寸的影响,并对其结构进行了鉴定.实验发现,在30℃,AM、DMC总单体质量分数为15%,DMC与AM物质的量比为1∶9,过硫酸铵浓度范围为0.70×10^(-4)~2.8×10^(-4)mol/L,硫酸铵质量分数范围为26.51%~28.1%,分散剂PDMC质量分数范围为1.1%~1.3%条件下,可以制备出黏度低、稳定性好的丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚水分散体.

聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)多功能润滑油添加剂的合成

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其多分散性指数,利用热重分析仪(TGA)测定了共聚物的热稳定性,并对共聚物的降凝、增黏和抗磨性能进行了评价。结果表明:当桐油与甲基丙烯酸甲酯质量比为1.5∶8.5、引发剂用量为1.0%(在单体中的质量分数)、反应温度为80℃、反应时间为6 h时,共聚物的收率较高(44.99%),其重均相对分子质量为28289。润滑油馏分(350~395℃)中添加质量分数0.8%的共聚物时,可将其凝点(T_(SP))降低6℃,将磨斑直径降低0.314 mm;添加质量分数0.5%的共聚物时,可将其黏度指数(VI)提高69。所合成的聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)可作为一种具有良好降凝、增黏和抗磨性能的多功能润滑油添加剂。

甲基丙烯化明胶微球缓释Kartogenin修复髓核退变的体外评估

背景:细胞外基质合成与降解的失衡是髓核退变的主要原因,小分子药物Kartogenin(KGN)可恢复基质合成和降解的平衡。利用合适的载药系统实现KGN的缓释对KGN发挥长期有效的治疗至关重要。目的:用甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)包裹KGN,通过微流控技术制备成可注射的水凝胶微球,探究其生物相容性和对髓核细胞生物学功能的影响。方法:将β-环糊精(β-cyclodextrins,β-CD)与KGN混合成包合物,与10%GelMA按1∶9的体积混合,利用微流控技术制备可注射水凝胶微球GelMA@β-CD@KGN,扫描电镜表征微球的微观形貌,检测水凝胶微球浸泡于PBS中1个月的药物释放情况。提取SD大鼠髓核细胞,将第1代细胞分3组培养:对照组单独培养髓核细胞,另外两组分别将GelMA@β-CD微球、GelMA@β-CD@KGN微球与髓核细胞共培养,利用CCK-8法检测细胞增殖,活死细胞染色检测细胞存活。分别用含有白细胞介素1β和不含白细胞介素1β的完全培养基将髓核细胞与两种微球共培养,采用RT-PCR法检测髓核细胞基质合成蛋白和分解蛋白的mRNA表达。结果与结论:①扫描电镜下可见,冻干后的GelMA@β-CD@KGN微球为规则的球形,保持高度分散且大小均一,形状饱满;GelMA@β-CD@KGN微球体外可持续释放药物,至30 d时药物释放量达到总量的62%;②活死细胞染色显示,GelMA@β-CD@KGN可保持髓核细胞的活性;CCK-8检测显示,GelMA@β-CD@KGN可促进髓核细胞的增殖;③在含或不含白细胞介素1β的完全培养基中,GelMA@β-CD@KGN微球组聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原的mRNA表达均高于GelMA@β-CD微球组(P<0.05,P<0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5的mRNA表达均低于GelMA@β-CD微球组(P<0.01);④结果表明,GelMA@β-CD@KGN微球具有良好的生物相容性和药物缓释能力,作为载药系统是一种具有广阔应用前景的生物材料。

负载丹酚酸B甲基丙烯酰化明胶水凝胶对椎间盘退变的作用

背景:丹酚酸B可抑制H2O2诱导的细胞损伤,有效清除过量的活性氧,发挥抗氧化特性,已被应用于许多疾病的治疗研究中。但是,有关丹酚酸B在椎间盘退变中作用及其作用机制的研究相对较少。目的:以甲基丙烯酰化明胶水凝胶为载体,通过体外细胞实验与动物体内实验观察丹酚酸B对氧化应激诱导的椎间盘退变的作用以及作用机制。方法:制备负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶(载药水凝胶)。①体外细胞实验:分离提取成年SD大鼠腰椎髓核细胞,选择第3代髓核细胞,分组处理:A组加入完全培养基;B组加入含H2O2的完全培养基;C组接种于未载药水凝胶上,加入含H2O2的完全培养基;D组接种于载药水凝胶上,加入含H2O2的完全培养基;E组接种于载药水凝胶上,加入含H2O2与TLR4信号通路抑制剂的完全培养基,检测细胞增殖、氧化应激、炎症反应、细胞基质相关蛋白的基因表达以及TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达。②动物体内实验:将60只成年SD大鼠随机分为正常组、针刺组、针刺+丹酚酸组、针刺+水凝胶组、针刺+载药水凝胶组,每组12只,后4组采用针刺建立椎间盘退变模型后依次注射生理盐水、丹酚酸B溶液、未载药水凝胶、载药水凝胶治疗,术后4周分别进行影像学检测、病理组织形态观察。结果与结论:①体外细胞实验:与A组比较,B组细胞增殖下降,氧化应激反应及炎症反应增强,细胞外基质降解酶(基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、ADAMTS4、ADAMTS5)的表达增加(P<0.05),细胞外基质(Ⅱ型胶原、蛋白聚糖)的合成减少(P<0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达增加(P<0.05);与B组比较,D、E组细胞增殖升高,氧化应激反应及炎症反应减弱,细胞外基质降解酶的表达减少(P<0.05),细胞外基质的合成增加(P<0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达减少(P<0.05),其中以E组效果更显著。②动物体内实验:术后4周,针刺+载药水凝胶组退变椎间盘的椎间盘高度指数、MRI指数以及椎间盘病理组织学评分均较针刺组有了显著改善,而单纯注射水凝胶或是丹酚酸B溶液虽也可一定程度地改善椎间盘退变情况,但均不及注射载药水凝胶组。③结果表明,负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶可抑制退变椎间盘组织中的氧化应激反应与炎症反应,抑制细胞外基质的降解,缓解椎间盘退变的进程,该作用可能通过抑制TLR4/核因子kB信号通路来完成的。

甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架的制备与表征

背景:随着组织工程为关节软骨损伤修复这一世界难题带来了新的希望,构建成分仿生的光固化3D打印水凝胶支架对软骨组织工程具有重要意义。目的:通过数字光处理3D打印技术构建成分仿生的甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架,评价其生物相容性。方法:从人脐带中分离提取华通胶组织后进行脱细胞处理,冷冻干燥后磨成粉末,溶于PBS中制备50 g/L的脱细胞华通胶溶液。制备甲基丙烯酰化透明质酸,冻干后溶于PBS中制备50 g/L的甲基丙烯酰化透明质酸溶液。将脱细胞华通胶溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液以体积比1∶1混合,加入光引发剂后作为生物墨水。通过数字光处理3D打印技术分别制备甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架(记为HAMA水凝胶支架)与甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架(记为HAMA/WJ水凝胶支架),表征支架的微观结构、溶胀性能、生物相容性与促软骨分化性能。结果与结论:①扫描电镜下见两组支架均呈三维立体的网状结构,其中HAMA/WJ水凝胶支架纤维连接更加均匀;两组支架均在10 h内达到溶胀平衡,HAMA/WJ水凝胶支架的平衡溶胀比低于HAMA水凝胶支架(P<0.05)。②CCK-8实验显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖;死活染色显示骨髓间充质干细胞在两组支架上生长良好,并且HAMA/WJ水凝胶支架上的细胞立体分布均匀、细胞数量更多;鬼笔环肽染色显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架上的骨髓间充质干细胞黏附与铺展更佳。③将骨髓间充质干细胞接种于两组支架后进行成软骨诱导培养,qRT-PCR检测结果显示,HAMA/WJ水凝胶支架组聚集蛋白聚糖、SOX9、Ⅱ型胶原mRNA表达量均高于HAMA水凝胶支架组(P<0.05,P<0.01)。④结果表明,数字光处理3D生物打印HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖、黏附及成软骨分化。

负载Scriptaid甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶调控小胶质细胞的极化行为

背景:小胶质细胞是维持中枢神经系统平衡的主要参与者,在神经系统发育和功能重建中起重要作用。Scriptaid作为一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂具有抑制神经炎症和增强神经保护的作用。目的:探索负载Scriptaid的甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶对小胶质细胞行为的影响。方法:采用含不同浓度(0,0.1,0.5,1,2,5,10μmol/L)Scriptaid的培养液培养小胶质细胞(BV2细胞),利用CCK-8法与活/死细胞染色筛选Scriptaid的适宜干预浓度。采用光固化制备负载与未负载Scriptaid(1μmol/L)的甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、溶胀性能、力学性能、缓释性能及亲水性。将小胶质细胞(BV2细胞)接种于24孔Transwell小室下室,分5组培养:对照组将细胞培养液加入下室,脂多糖组、Scriptaid组、单纯水凝胶组、载药水凝胶组将含有脂多糖的细胞培养液加入下室,脂多糖干预24 h后,Scriptaid组、单纯水凝胶组、载药水凝胶组上室分别加入Scriptaid、甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶、负载Scriptaid的甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶,将培养液更换为普通培养液继续培养24 h,通过CCK-8法检测细胞活性,通过诱导型一氧化氮合酶和精氨酸酶1免疫荧光染色检测细胞表型。结果与结论:①与未加入Scriptaid组相比,加入Scriptaid干预后BV2细胞的活性与数量均降低,当加入2μmol/L及以上Scriptaid时细胞活性低于标准化细胞活性(70%),并且细胞数量显著减少,所以选择1μmol/L Scriptaid负载于水凝胶中;②表征实验显示,Scriptaid的加入未影响甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶的微观形貌、吸水溶胀率、压缩模量与亲水性,甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶具有缓释性能;③CCK-8法检测显示,与对照组相比,甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶显著提高了BV2细胞活性(P<0.001);④免疫荧光染色显示,与对照组相比,脂多糖组细胞诱导型一氧化氮合酶表达量增加(P<0.01),载药水凝胶组细胞诱导型一氧化氮合酶表达量减少(P<0.01)、精氨酸酶1表达量增加(P<0.001),Scriptaid组细胞精氨酸酶1表达量增加(P<0.01);⑤结果表明,负载Scriptaid的甲基丙烯酰化丝素蛋白水凝胶可促进脂多糖诱导后的小胶质细胞向M2型极化。

纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在不同骨缺损环境中应用的价值

背景:近年来,纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在修复骨组织损伤方面的研究备受关注。目的:综述应用于骨组织工程的纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶近年来的最新进展,举例说明纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶在不同骨缺损环境中的应用。方法:应用计算机检索中国知网、万方、PubMed和Web of Science数据库2016-2023年发表的相关文献,中文检索词为:“明胶,甲基丙烯,纳米,骨,骨组织工程,骨再生,成骨”,英文检索关键词为“gelatin,methacryl*,nano*,bone,bone tissue engineering,bone regeneration,osteogenesis”。结果与结论:①当前作为甲基丙烯酰明胶填料的纳米材料包括无机纳米材料、有机纳米材料以及有机-无机纳米杂化材料。②无机纳米材料可有效提高水凝胶的力学强度、触变性能,调节其降解时间,同时还可通过调节自身表面电荷、搭载药物/因子、自身降解释放金属离子等方式,实现水凝胶的抗菌、促骨形成、免疫调节、促血管生成等功能。③有机纳米材料、有机-无机纳米杂化材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶是两类新兴的材料,目前研究相对较少,但从已发表的研究来看,相比无机纳米材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶,有机纳米材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶的生物相容性及载药性能更佳,纳米相与有机聚合物相间的相互作用更强,纳米粒子的分散性更好。④有机-无机纳米杂化材料复合甲基丙烯酰明胶水凝胶结合了前二者的优势,且金属离子释放可控性更佳,具有巨大的研究潜力。⑤纳米材料可增强甲基丙烯酰明胶水凝胶的抗菌、免疫调控、促成骨等生物学性能,以促进感染性骨缺损、伴糖尿病骨缺损、骨肉瘤切除术后等复杂骨缺损环境下的骨再生。然而,纳米复合甲基丙烯酰明胶水凝胶用于骨缺损修复中的研究还仅限于动物实验,仍需要进行更多的安全性评价和临床试验。

负载成纤维细胞3D打印甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架的体外促血管化

背景:将种子细胞与3D生物打印技术相结合可特异性地构建各种组织和器官以满足组织修复的需求,但对于损伤组织促血管化的有关研究仍有待深入。目的:通过培养负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架获得上清液并与完全培养基按不同比例混合,以模拟组织修复过程中的细胞微环境,探究多种细胞微环境对内皮细胞促血管化的作用。方法:采用挤压式3D生物打印工艺制备负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架,制备水凝胶支架浸提液;将水凝胶支架浸提液与完全培养基按照1∶1、1∶2、1∶4的体积比混合获得条件培养基。将小鼠胚胎成纤维细胞BALB3T3、人脐静脉内皮细胞分别与完全培养基(对照组)、水凝胶支架浸提液共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖,活/死细胞染色分析细胞活性。采用3种条件培养基与完全培养基(对照组)分别与人脐静脉内皮细胞共培养,进行成管实验、血管基因检测与CD31免疫荧光染色。结果与结论:①扫描电镜下可见水凝胶支架呈多孔性结构,流变学结果显示该水凝胶具有良好的机械性能,CCK-8检测与活/死细胞染色显示该水凝胶支架浸提液无明显的细胞毒性。②成管实验显示,1∶1条件培养基组细胞成管总长度小于对照组(P<0.05),4组细胞成管分支数比较差异无显著性意义(P>0.05)。③qRT-PCR检测显示,对于血管内皮生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶2条件培养基组低于1∶1条件培养基组(P<0.01);培养第3天,1∶2条件培养基组高于对照组(P<0.01);培养第5天,1∶2条件培养基组高于其他3组(P<0.01或P<0.0001),1∶1条件培养基组低于其他3组(P<0.05或P<0.01)。对于碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶1条件培养基组高于对照组、1∶4条件培养基组(P<0.01,P<0.05),1∶2条件培养基组高于对照组(P<0.05);培养第3天,1∶4条件培养基组高于对照组(P<0.05)。④培养第3天,1∶2条件培养基组CD31表达高于对照组、1∶4条件培养基组(P<0.05)。⑤结果表明该条件培养基可模拟组织损伤后血管再生微环境,进而促进内皮细胞的血管化进程,并且1∶2条件培养基促血管化效果最好。

甲基丙烯酰明胶水凝胶作为细胞三维培养支架在骨组织工程中的应用

背景:骨缺损的治疗一直是临床医生亟待解决的临床难题,用甲基丙烯酰明胶进行细胞体外3D培养,可以为大面积骨缺损的治疗提供新的方向。目的:文章综述了甲基丙烯酰明胶作为3D细胞培养支架在骨组织工程中的研究进展,以期为临床骨缺损修复提供进一步的参考。方法:应用计算机检索中国知网及PubMed数据库1986年1月至2023年8月收录的文献,中英文检索词分别为“骨缺损,骨组织工程,生物支架材料,水凝胶,光交联水凝胶,甲基丙烯酰明胶,三维培养,细胞培养”和“Bone defect,Bone tissue engineering,Biomaterial scaffold,Hydrogel,Methylacrylyl photocrosslinked hydrogel,Three-dimensional culture;Cell culture”,最终纳入68篇文献进行综述分析。结果与结论:①同二维培养相比,3D培养可以在无菌条件下,构建立体三维空间,更好地模拟体内环境,为细胞提供合适的温度、酸碱度及足够的营养,使细胞能够在体外正常生长增殖并保持其正常结构与功能,具有独特优势。②在骨组织工程生物支架材料的选择中,水凝胶因其良好的生物相容性、可降解性及具有立体三维网络结构等优点,已被广泛应用于骨再生的研究。③甲基丙烯酰明胶的物理及生物性能受到浓度、光照时间及光引发剂种类以及反应体系等因素的影响,而这些性能均能对细胞的黏附、生长及增殖,甚至细胞形态及功能产生一定的影响。④甲基丙烯酰明胶因具有良好的生物相容性、物理可调节性、可注射性及光敏性能,已被广泛应用于3D细胞封装、3D生物打印及基于数字光处理的立体光刻技术等细胞3D培养体系中。⑤应用各类复合甲基丙烯酰明胶进行细胞的3D培养,可以更好地促进血管形成及骨再生,为临床骨缺损的治疗提供更多可能。⑥目前甲基丙烯酰明胶的来源、合成的方法以及安全性尚没有健全的标准,需要进一步加强研究,对甲基丙烯酰明胶在3D细胞培养领域的应用进行更深入的完善。

甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质生物活性支架的制备及性能

背景:牙髓-牙本质再生一直是近几年研究的热点及难点,构建复合生物支架材料为牙髓-牙本质再生提供了新的思路与方法。目的:观察甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质支架对人牙髓干细胞增殖、迁移与成骨分化的影响。方法:将不同质量的经处理牙本质基质分散至甲基丙烯酸酐改性明胶溶液中,使甲基丙烯酸酐改性明胶与经处理牙本质基质的质量比分别为2∶1、1∶1、1∶2,采用冷冻干燥法制备甲基丙烯酸酐改性明胶/经处理牙本质基质支架,检测支架的微观形貌、吸水率及机械性能。采用不同质量比的支架浸提液、DMEM培养基(对照组)分别培养人牙髓干细胞,检测细胞增殖与迁移情况。采用不同质量比的支架浸提液+成骨诱导液、DMEM培养基+成骨诱导液(对照组)分别培养人牙髓干细胞,碱性磷酸酶染色分析成骨能力。结果与结论:①扫描电镜下可见3组支架均具有多孔结构,随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的孔隙率升高,组间两两比较差异有显著性意义(P<0.05);随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的吸水率升高,组间两两比较差异有显著性意义(P<0.05);随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,支架的抗压强度、剪切强度增大。②CCK-8检测显示培养3,5,7 d,2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞增殖吸光度值均高于对照组(P<0.05),并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞增殖吸光度值升高(P<0.05);细胞划痕实验显示2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞迁移率均大于对照组(P<0.05),并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞迁移率增大(P<0.05)。③碱性磷酸酶染色显示,2∶1、1∶1、1∶2支架组细胞成骨分化能力均强于对照组,并且随着支架中经处理牙本质基质质量的增加,细胞成骨能力增强。④结果表明,甲基丙烯酸酐改性明胶与经处理牙本质基质质量比为1∶2的支架最适合牙髓干细胞的增殖与分化。

甲基丙烯酸长碳链酯的合成及应用研究进展

概述了甲基丙烯酸长碳链酯的合成方法及反应机理,重点介绍了传统磺酸类、离子交换型树脂、固体酸、碱金属类、金属负载型、离子液体等催化剂合成甲基丙烯酸长碳链酯的研究进展,并梳理了每种催化剂在应用过程中的特点,综述了国内外关于甲基丙烯酸长碳链酯在材料、纺织、涂料等应用领域的研究进展。由于甲基丙烯酸长碳链酯的酯化产量不高,应用领域也比较有限,未来应继续开发合成甲基丙烯酸长碳链酯的绿色、环保催化剂体系,扩大其在不同应用领域的研究。

甲基丙烯酸苹果酸酯光固化树脂的制备及性能

相比于传统的热固性树脂,光固化树脂是一种分子量较低的感光树脂,可在紫外光照射下迅速发生物理和化学变化,具有能源利用率高、固化放热低的特点。因此提出了一种甲基丙烯酸苹果酸酯光固化树脂的制备方法,利用DL-苹果酸多官能团的优点将甲基丙烯酸接枝在树脂的侧链,并研究了DL-苹果酸不同含量对树脂性能的影响。合成的树脂在侧链含有不饱和双键,树脂添加光引发剂后在光照下可以短时间内固化。由于苹果酸在架构上与丁二酸相接近,所以合成的树脂具有优异的力学性能,断裂伸长率可达38.52%,断裂强度可达19.25 MPa,是一种性能优异的光固化树脂。

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯纳滤膜的制备

为了提高聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM)纳滤膜的渗透分离性能,以聚醚砜(PES)超滤膜为基层膜材料,PDM水溶液为涂层材料,1,3,5-三溴甲基苯(TBB)环己烷溶液为交联剂材料进行界面聚合,制备了PDM/PES复合纳滤膜。考察了制膜工艺对膜渗透分离性能的影响,并用SEM、XPS对膜结构进行表征。结果表明在涂层液PDM质量分数为0.6%,涂层时间为30 s,交联剂溶液TBB浓度为40 mmol/L,交联时间30 s下制备的纳滤膜具有较好的渗透分离性能,对MgSO 4截留率可达91.17%,通量为31.63 L/(m^(2)·h)。

聚丙烯酰胺改良甲基丙烯酰化明胶接枝钛合金支架的促成骨性能

背景:钛及其合金因出色的生物相容性、耐腐蚀性、力学性能被广泛应用于骨科内植物中,但其本身拥有生物惰性不能为成骨细胞提供良好的生长环境,较难形成良好的骨整合。目的:在钛合金支架表面构建甲基丙烯酰化明胶和聚丙烯酰胺复合水凝胶材料,分析其体外促成骨能力。方法:将甲基丙烯酰化明胶与丙烯酰胺混合,加入交联剂与催化剂合成甲基丙烯酰化明胶-聚丙烯酰胺(Gelma-PAAM)水凝胶。将经亲和硅烷表面改性后的钛合金支架分别与甲基丙烯酰化明胶(Gelma)水凝胶、Gelma-PAAM水凝胶混合,完成负载(分别记为Ti-Gelma、Ti-Gelma-PAAM),比较支架表面两种水凝胶的溶胀比、降解率,通过扫描电镜观察水凝胶与钛合金的结合状态。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于单纯钛合金支架、Ti-Gelma支架、Ti-Gelma-PAAM支架中,检测细胞增殖、黏附及成骨分化能力。结果与结论:①与Gelma水凝胶相比,Gelma-PAAM复合水凝胶具有更高的溶胀比与更低的降解率;②扫描电镜下可见两种水凝胶表面为蜂窝状结构,与多孔钛合金支架结合后呈膜样包裹于支架表面并充斥孔隙,其中Gelma-PAAM复合水凝胶包裹支架得更充分;③CCK-8检测与活-死荧光染色显示,与Ti-Gelma、Ti-Gelma-PAAM支架共培养后的骨髓间充质干细胞增殖良好并保持较高的活性;成骨诱导培养后,单纯钛合金支架组细胞碱性磷酸酶活性、钙沉积量与成骨基因表达量最低,Ti-Gelma-PAAM组细胞碱性磷酸酶活性、钙沉积量与成骨基因表达量最高;④鬼笔环肽骨架染色显示,单纯钛合金支架组、Ti-Gelma组细胞稀疏、伸展不够充分,Ti-Gelma-PAAM组细胞伸展充分、肌动蛋白丝致密;⑤结果表明,Gelma-PAAM水凝胶具有良好的生物相容性与促成骨能力,较Gelma水凝胶更适宜用于钛合金金属表面的促成骨改性。

富血小板纤维蛋白复合甲基丙烯酰化明胶水凝胶的促成骨性能

背景:富血小板纤维蛋白具有制备简单、制作费用低、安全性高等诸多优势,目前已被广泛应用于口腔颌面外科骨缺损修复研究中,但存在降解速度太快、生长因子释放时间短等问题。目的:将富血小板纤维蛋白负载于甲基丙烯酰化明胶水凝胶内,通过体内外实验分析其促成骨性能。方法:①抽取新西兰大白兔静脉血,制备富血小板纤维蛋白。分别制备含0,0.05,0.075,0.1 g富血小板纤维蛋白的甲基丙烯酰化明胶水凝胶,分别记为GelMA、GelMA/PRF-0.05、GelMA/PRF-0.075、GelMA/PRF-0.1,表征水凝胶的微观形貌与体外缓释性能。②将4种水凝胶分别与MC3T3-E1细胞共培养,以单独培养的细胞为对照,检测细胞增殖活性;成骨诱导后,检测细胞碱性磷酸酶活性、矿化能力、成骨相关基因(骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2)mRNA与蛋白表达,ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白mRNA与蛋白表达。③取15只新西兰大白兔。在每只兔颅骨部分别制备4个直径8 mm的全层骨缺损,其中1处缺损不植入任何材料(空白对照组),另3处缺损分别植入GelMA水凝胶、富血小板纤维蛋白、GelMA/PRF-0.1水凝胶。术后4,8,12周,进行骨缺损部位Micro-CT扫描与骨组织形态观察。结果与结论:①扫描电镜下可见4组水凝胶都具有蜂窝状的孔隙结构,并且随着水凝胶中富血小板纤维蛋白含量的增加,水凝胶的孔径轻微减小,但组间比较无明显差异;3组GelMA/PRF水凝胶均能以一定的速率释放转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1,随着时间的延长,转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1累计释放量显著增加。②CCK-8检测与活/死染色显示,3组GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的增殖;碱性磷酸酶染色、茜素红染色及成骨基因检测结果显示,GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的成骨分化,同时可抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白的表达,并且呈现富血小板纤维蛋白含量依赖性。③Micro-CT扫描显示,GelMA/PRF-0.1水凝胶组大鼠骨缺损处骨矿物质密度与骨体积分数均高于其他3组(P<0.05);苏木精-伊红染色显示,相较于其他3组,GelMA/PRF-0.1水凝胶组大鼠骨缺损处新骨形成更快、更成熟。④结果表明,GelMA/PRF水凝胶在体内外均具有良好的促成骨性能,该作用可能与抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白表达有关。

磷酸钙/聚甲基丙烯酸甲酯复合骨水泥在球囊扩张椎体后凸成形术中的应用效果

目的探讨经球囊扩张椎体后凸成形术(PKP)中采用磷酸钙(CPC)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合骨水泥治疗骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)的效果。方法将2021年7月至2022年7月河北省保定市第二中心医院收治OVCF患者为观察对象,均行PKP治疗。选择术中在球囊退出后注入CPC/PMMA骨水泥的53例患者为观察组;选择术中在球囊退出后注入PMMA骨水泥的50例患者为对照组。比较两组患者的临床资料,术后6个月随访,测定不同时间点两组患者Oswestry功能障碍指数(ODI)、视觉模拟评分(VAS)、Cobb’s角、椎体前缘高度变化,并比较两组邻椎骨折发生率、骨水泥渗漏率。结果两组患者的骨水泥注入量、手术时间差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者术后1d、1个月、3个月、6个月ODI评分、腰背VAS评分、Cobb’s角、椎体前缘高度均明显改善,但同一时间点组间差异无统计学意义(P>0.05)。观察组患者骨水泥渗漏率、邻椎骨折发生率低于对照组,孔隙率、骨密度、骨水泥-骨界面间隙模糊或消失患者比例均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者均未见术椎及骨水泥形成、分布变化;CT显示,观察组有12例患者骨水泥-骨界面间隙模糊或消失,而对照组患者几乎全部仍清晰可见骨水泥-骨界面间隙。结论对OVCF患者行PKP治疗,CPC/PMMA复合骨水泥与PMMA具有同等的疗效及安全性,但CPC/PMMA复合骨水泥在减少骨水泥渗漏、邻近椎体骨折、新骨长入方面可能更具优势。

超韧聚乳酸/乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯共混物的制备与性能

向聚乳酸(PLA)和乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸缩水甘油酯(EBA-GMA)接枝共聚物的共混物PLA/EBA-GMA(质量比,70/30)中引入催化剂(N,N-二甲基十八胺,DMSA),通过促进PLA与EBA-GMA的原位反应增容来提高共混体系的冲击韧性,并研究了DMSA质量分数对共混体系力学性能的影响。结果显示,未添加DMSA时,PLA/EBA-GMA(70/30)共混物的冲击强度仅为10.9 kJ/m^(2)。当DMSA质量分数为0.5%时,PLA/EBA-GMA(70/30)共混物的冲击强度高达63.1 kJ/m^(2)。共混物结构与形态表征结果表明,添加少量DMSA就能有效促进EBA-GMA上环氧基团与聚乳酸端基的反应活性,提高PLA/EBA-GMA共混物的冲击韧性。

甲基丙烯酸水溶液萃取分离液液相平衡数据测定与关联

针对甲基丙烯酸(MAA)与水(H_(2)O)形成共沸混合物、MAA水溶液分离难的问题,开展了MAA水溶液提纯过程萃取剂筛选、MAA H_(2)O萃取剂三元液液相平衡数据测定与关联等研究。通过对甲苯、正己烷、环己烷、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)4种萃取剂的萃取效率进行考察,确定DBP为综合性能最优的萃取剂。测定了常压条件下20、30、40℃时H_(2)O MAA DBP三元体系的液液相平衡数据,实验结果通过了Hand方程和Othmer Tobias方程对相平衡数据的一致性验证,线性相关性系数R^(2)值超0.99。使用UNIQUAC模型来拟合实验数据得到三组分二元交互作用参数,模型预测值与实验值的均方根偏差小于0.07,表明实验数据及拟合参数均有较高的准确性,为DBP应用于工业MAA水溶液提纯过程开发提供基础。

甲基丙烯酰化明胶水凝胶在软骨损伤与修复中的应用研究进展

甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶是一种新型的生物材料,近年来在软骨组织工程领域受到广泛关注。本文旨在从GelMA水凝胶的物理化学性质和制备方法、国内外学者对GelMA水凝胶在软骨组织工程方面的研究成果、GelMA水凝胶在软骨组织工程中应用存在的问题和未来的发展方向概述GelMA水凝胶在软骨损伤与修复方面的最新研究进展,并提出未来的研究应该侧重于提高GelMA水凝胶的力学性能、生物相容性和细胞亲和性,以及与其他生物材料的结合应用等方面,进一步推动其在软骨损伤与修复方面的应用。

基于专利的甲基丙烯酸甲酯技术现状与市场分析

【目的】甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料和聚合物单体。基于专利角度对MMA相关技术、市场现状进行分析,以便对我国MMA产业发展提供建议参考。【方法】梳理概述国内外甲基丙烯酸甲酯合成技术;通过检索分析MMA的中国专利申请文献,从专利申请趋势、来源国构成、主要申请人和IPC分类等维度进行统计分析;从产能、价格、消费及进出口量等方面分析MMA市场现状。【结果】MMA相关技术和产业化较为成熟,相关专利技术集中在合成技术、装置、催化剂及工艺流程等方面,国内MMA设计产能已突破200万t,产品价格稳定上涨。【结论】目前我国近75%MMA产能仍是通过ACH法生产实现,高效碳四氧化催化剂的开发将推动异丁烯氧化法成为未来的主要生产技术路线。