摘要：仿生构筑具有动态黏弹性行为的细胞外微环境,是组织工程领域细胞外基质(ECM)设计的重要策略.本研究通过定向冷冻和限域拉伸干燥再溶胀的协同策略构建了具有各向异性结构的聚乙烯醇(PVA)/纤维素纳米纤维(CNF)复合水凝胶.所制备的复合水凝胶呈现出平行于定向冷冻方向的取向纤维排列结构.流变学实验结果表明,PVA/CNF复合水凝胶具有各向异性的动态模量(G′_(∥)=(76.77±1.61)kPa和G′_(⊥)=(42.93±1.34)kPa;G″_(∥)=(5.44±0.26)kPa和G″_(⊥)=(3.71±0.13)kPa),其储能模量(G′)和损耗模量(G″)在低频率和低应变区域随PVA含量的增加而增大,随CNF含量的增加呈现先增大后减小的变化趋势.应力松弛实验结果表明,复合水凝胶基质具有黏弹性特性.本文所总结的具有各向异性结构复合水凝胶的黏弹性性质及其规律,对于指导组织工程仿生ECM的设计及其对细胞生物行为的影响方面具有潜在的应用价值.

摘要：聚多巴胺(polydopamine,PDA)作为典型的黑色素类似物,拥有优异的生物相容性和抗氧化活性,这些独特的特性使PDA基纳米材料在炎症治疗、创面修复、仿生材料制备等领域受到广泛关注。尽管相关研究已经取得了很大的进展,但是PDA基纳米材料的抗氧化机制目前尚不明确。总结和讨论了PDA基纳米材料近几年在抗氧化方面的重要研究进展。在第一部分,简要介绍了PDA基纳米材料的合成及其抗氧化机制研究进展。在第二部分,主要从粒径、微观结构和氧化还原程度3个方面对其抗氧化性能的调控进行了总结。在第三部分,总结了PDA基纳米材料的抗氧化性能在生物医学领域的应用。最后,讨论了PDA基纳米材料面临的挑战及未来发展前景。希望能为基于PDA的抗氧化功能的材料的设计和开发提供思路与参考。

摘要：为了实现在近红外区的良好光电响应,设计合成了一种A-D-A型有机电子受体TCIC.由于采用具有强醌式效应的噻吩[3,4-b]并噻吩单元为核,TCIC在780~1000 nm的近红外区具有强吸收以及合适的能级结构,可与常用的聚合物给体PCE10的吸收和能级相匹配.于是,采用2种器件结构,制备了基于PCE10:TCIC共混膜的自供电式(0 V偏压下)有机光探测器,并发现,相比于正型器件,反型器件更有利于抑制暗电流与总噪声电流.最终,反型器件在410~1000 nm的宽光谱范围内的比探测率均达到了10^(13) Jones以上,而且,在940 nm波长下,器件表现出超宽的线性动态范围(~180 dB)以及极快的响应速度(~6.5μs),这些指标都处于目前有机光探测器的最优行列.所以,本工作为高性能近红外受体的分子设计提供了重要指导.

摘要：“橡胶弹性”是《高分子物理》中联系长链分子构象统计和高分子材料力学性能的重要章节之一。现行《高分子物理》教科书中有关内容多以Rehner-Flory“四链模型”为基础,从Gaussian单链熵、单链熵加和恒体积仿射形变角度推导Gaussian链网络构象熵和收缩力,而很少提及Gaussian链网络模型化过程所涉及的诸多近似,更不提及有关学术争议。基于现行《高分子物理》教程,不少学生认为硫化胶具有类似Gaussian链网络的交联结构,不少技术人员基于所谓理想网络结构来设计所谓大应变可逆变形柔性电子等前瞻性器件,在理论和实践上走了不少弯路,得出不少误导性结论。本文回顾Gaussian链网络模型化所涉及的基本理论、近似和争议,以便让读者认识到Gaussian链网络模型仅是具有一系列约束条件的“模型”,而与橡胶交联结构相差甚远。

摘要：设计合成了外围带咔唑基团的联苯桥联齐聚对苯撑乙烯撑衍生物,用核磁共振氢谱、质谱和元素分析对其结构和纯度进行了表征.热分析测试结果表明:该化合物具有良好的化学结构稳定性和相态稳定性.玻璃化转变温度为142.05℃,热失重开始温度为306℃.退火处理前后的旋涂薄膜的吸收光谱的性状和X射线衍射数据说明该化合物的固体薄膜为无定形薄膜,而且高温下退火4 h没有明显变化.研究结果表明,以联苯桥联结构为中心,外围修饰大体积的咔唑基团的分子设计不仅在减弱分子聚集和抑制π-π相互作用方面取得了良好效果,而且保持了联苯桥联DSB衍生物的结构稳定性.

摘要：免疫反应被认为是组织再生修复的必经和重要阶段.通过合理利用和精准调控免疫反应可以取得更积极的组织再生修复效果.巨噬细胞作为一种在免疫反应初期大量存在的免疫细胞,其独特的可快速转换表型的特性对决定创面环境类型及最终修复效果有着不可或缺的作用.为匹配再生修复不同阶段的免疫需要,设计具有顺序的、精准的动态调控巨噬细胞表型的新型生物材料具有重要意义.针对组织再生修复过程中的免疫调控难题,以匹配组织再生过程巨噬细胞表型的动态转变需求为核心理念,本文结合本课题组的研究工作,提出了动态材料表面在实现巨噬细胞表型响应性调控的重要意义,介绍了影响巨噬细胞表型的材料表面因素,总结了响应性动态材料表面在调控巨噬细胞表型方面的最新进展,包括光、磁和活性氧刺激源响应性材料.最后讨论了调控巨噬细胞表型的动态材料表面目前面临的挑战和未来的发展前景.

摘要：生物医用材料的表界面设计在组织工程、生物医疗器械、生物传感与检测、生物芯片等领域越来越重要,深入理解材料性质,尤其是表界面性质,对生物材料研发具有一定指导作用。在生物材料表界面修饰的各种方法中,光化学修饰方法简单高效,且具有时空可控性和非侵入性等优点,已成为生物材料表界面修饰中的热点研究领域之一。本综述在介绍近年来发展的生物材料表面光化学修饰方法的基础上,集中介绍其在组织再生材料(仿细胞外基质界面、硬度调控薄膜凝胶、图案化和梯度表面、光响应动态表面)、微液滴阵列表面、高通量生物芯片等领域的应用,并进一步展望了光化学表面修饰在生物医用界面研究中的关键挑战和发展方向。

摘要：设计合成了基于聚富马酸丙二醇酯和二硫键结构的新型不饱和聚氨酯(PPFU-SS);为改善聚氨酯材料的力学性能,引入了聚己内酯(PCL)软段,合成了含有二硫键结构且拉伸性能得到提升的新型不饱和聚氨酯(PPFU-CO-SS);也合成了作为对照的不含二硫键结构的不饱和聚氨酯(PPFU-Lys).示差扫描量热仪(DSC)及热重分析(TGA)测试证明3种材料在150℃以下均具有良好的热稳定性.在外力作用下,3种聚氨酯材料均表现出良好的弹性和较大的形变;引入PCL共聚后的PPFU-CO-SS的拉伸强度得到显著提高,达到了0.8 MPa.降解实验证明,PPFU-SS及PPFU-CO-SS具有显著的还原响应性,在谷胱甘肽存在下降解速度明显加快,与不含谷胱甘肽的对照组相比存在显著性差异. PPFU-CO-SS有更强的疏水性能,其水接触角(93.5°)比PPFU-SS(73.9°)和PPFU-Lys(74.4°)高了约20°.体外细胞培养证明,3种材料均不存在明显的细胞毒性,血管平滑肌细胞在PPFU-SS和PPFU-Lys表面、PPFU-CO-SS表面的增殖速度分别快于或相当于TCPS,说明材料具有优异的细胞相容性.

摘要：生物医用纳米颗粒的表面设计对维持纳米颗粒稳定性和抑制蛋白质非特异性吸附从而实现体内长效循环等具有重要意义。具有细胞膜仿生结构的两性离子界面能通过离子静电作用形成高效水合层,不仅可有效增强纳米颗粒的稳定性和抗免疫清除能力,通过提高体内循环时间增强其"被动"靶向能力,而且当与环境响应性或生物活性分子复合后,还可有效实现纳米颗粒的"主动"靶向功能,因此"两性离子化"已经发展为纳米颗粒表面设计的新策略。本文主要概述了两性离子材料在生物医用纳米表面设计中的应用进展,包括小分子和聚合物两性离子对无机纳米颗粒的表面修饰、聚合物两性离子组装体用于抗肿瘤药物传递等,同时也介绍了混合电荷材料的一些特殊性质和应用。

摘要：荧光传感器能够将分子识别的信息转换成荧光信号,荧光法在灵敏度、选择性和实时原位检测等方面优势突出,最近已引起了人们很大的兴趣。本文主要介绍以共轭聚合物为基础的离子荧光化学传感器的近期研究进展,重点综述了共轭聚合物的荧光化学传感器在阳离子识别检测中的分子设计、合成、作用机理和应用,并展望了该领域的发展方向。