TiO2-SiO2纳米复合颗粒改性形状记忆聚氨酯

利用分子量为3 000的聚己内酯二元醇作为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯作为硬段用预聚体法合成了形状记忆聚氨酯,在合成过程中原位加入经KH550表面处理后的TiO2-SiO2纳米复合颗粒,制备了新型形状记忆聚氨酯/TiO2-Si2纳米复合颗粒复合材料.采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热、力学性能测试、扫描电镜、形状回复测试、循环形变记忆分析及偏光显微镜考察了改性形状记忆聚氨酯样品的力学性能和形状回复性能.研究结果表明:复合材料拉伸强度较纯SMPU提升90%,形状固定率Rs在90%左右,形状回复率Rf保持在94%以上,纳米颗粒的加入可以降低循环形变后损失的形状回复率.     

嵌段共聚物的静电纺丝法制备纳米碳纤维

用原子转移自由基聚合（ATRP）法合成了聚丙烯腈-聚丙烯酸丁酯嵌段共聚物（PAN-b-PBA）,用核磁共振、凝胶色谱、热分析及原子力显微镜等研究了嵌段共聚物的结构、热性能及相结构,利用静电纺丝制备了纳米纤维原丝,对原丝进行稳定化、碳化制备纳米碳纤维。结果表明：嵌段共聚物具有微相分离结构;静电纺丝得到了直径均一具有微相分离结构的纳米纤维;稳定化、碳化后得到多孔纳米碳纤维,孔的贯穿性可以通过调节PAN和PBA链段的质量比来控制。     

骨组织结构显微形态分析

目的 应用原子力显微镜和扫描电镜观察分析人长管状骨组织中的微观结构,以了解骨组织的超微结构以及胶原和矿物质的构成和形态。方法 取新鲜人尸体肱骨标本,固定脱水,分别制作骨磨片和切成薄片,分别在光学显微镜、原子力显微镜和扫描电镜分析骨组织矿化区的结构。结果 在光学显微镜下,骨陷窝呈环状排列在哈佛管周围,骨小管沟通骨陷窝与哈佛管和骨陷窝之间的联系。在原子力显微镜的观察下,大胶原蛋白的形态清楚显示;在矿化区胶原蛋白纤维增厚,呈小盘叠加形态,钙-磷晶体呈椭圆柱形状;可清晰观察到骨小管和骨陷窝的大小和形态及骨小管和骨陷窝的关系。在扫描电镜下,骨基质呈环形沿哈佛系统排列,钙-磷晶体之间相互呈规则排列。结论 原子力显微镜可分析胶原蛋白和基质中钙-磷晶体的三维结构形态、骨小管和骨陷窝的三维构成及大小;骨小管是交流营养物质和分子信号到骨陷窝中骨细胞的通道。     

口腔复合树脂表面分析方法的比较

目的比较四种测试方法对两种纳米复合树脂抛光表面的测试结果。方法两种纳米复合树脂Z350及Majesty在Sof-lex抛光盘抛光后依次由光泽度仪,原子力显微镜,机械表面粗糙度仪,扫描电镜检测,比较不同测试方法的特点。结果Z350表面粗糙度Ra值低,抛光表面平滑均一,光泽度仪,机械表面粗糙度仪能反映抛光表面的平均性质,扫描电镜实现表面观测从宏观至微观过度,原子力显微镜可以精确测量复合树脂表面微结构。结论采取多种测试方法综合测试,可将复合树脂材料性质与抛光效果关系完整而充分的表达出来。     

飞秒激光在钛合金表面改性中的应用及其对成骨细胞黏附和增殖的影响

目的:采用不同能量密度飞秒激光处理钛合金表面,比较其对成骨细胞黏附和增殖的影响,探讨飞秒激光在种植材料表面改性中的作用。方法:钛合金Ti-6Al-4V圆片进行打磨抛光并采用不同能量密度的飞秒激光处理,分为低能量组(0.07J.cm-2)和高能量组(1.40J.cm-2),同时以单纯打磨抛光样本为对照组,扫描电镜观察各组材料表面形貌;人成骨样细胞素MG63与各组材料进行共培养,扫描电镜观察材料表面黏附细胞的形态并采用丫啶橙染色和荧光显微镜观察黏附细胞的数量,用噻唑蓝(MTT)比色分析法测定MG63细胞的吸光度(A)值,分析不同时间点细胞增殖率。结果:飞秒激光处理钛合金表面形成2种不同的微形貌结构,即纳米级平行排列的条纹状结构和微米级的凸起与纳米级的条纹相结合的微纳复合结构;24h各组黏附的细胞数量相近;48h各组材料表面单个细胞形态均不明显,但微纳复合结构表面细胞覆盖面积大于纳米条纹表面和对照组的光滑表面,高能量组细胞增殖率明显高于对照组和低能量组(P<0.05)。结论:飞秒激光处理钛合金表面产生的微纳复合结构有利于MG-63成骨细胞黏附和增殖。     

沉降法制备新型聚氨酯血液相容性材料

采用一种新型聚氨酯纳米微球（PUI-NPs）修饰聚氨酯（PU）薄膜,利用沉降法制备出具有良好血液相容性的聚氨酯/聚氨酯纳米微球(PU/PUI-NPs)。以扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱对PU/PUI-NPs膜表面结构进行表征。以血小板黏附、复钙、溶血和蛋白吸附实验对PU/PUI-NPs膜的血液相容性进行了表征。结果表明:PUI-NPs已被成功引入PU膜表面,PU/PUI-NPs膜的血液相容性比PU有显著的提高,相比于PU,PU/PUI-NPs膜的细胞毒性更低。     

骨组织结构显微形态分析

目的 应用原子力显微镜和扫捕电镜观察分析人长管状骨组织中的微观结构、以了解骨组织的超微结构以及胶原和矿物质的构成和形态。方法 取新鲜人尸体肱骨标本，固定脱水，分别制作骨磨片和切成薄片．分别在光学显微镜、原子力显微镜和扫描电镜分析骨组织矿化区的结构。结果 在光学显微镜下．骨陷窝呈环状排列在哈佛管周围，骨小管沟通骨陷窝与哈佛管和骨陷窝之间的联系。在原子力显微镜的观察下．大胶原蛋白的形态消楚显示；在矿化区胶顾蛋白纤维增厚．呈小盘叠加形态．钙-磷晶体呈椭圆柱形状；可清晰观察到骨小管和骨陷窝的大小和形念及骨小管和骨陷窝的关系，在扫描电镜下．骨基质呈环形沿哈佛系统排列．钙-磷晶体之间相互呈规则排列。结论 原子力显微镜可分析胶原蛋白和基质中钙-磷晶体的三维结构形态、骨小管和骨陷窝的三维构成及大小；骨小管是交流营养物质和分子信号到骨陷窝中骨细胞的通道。     

飞秒激光在钛合金表面改性中的应用及其对成骨细胞黏附和增殖的影响

目的：采用不同能量密度飞秒激光处理钛合金表面,比较其对成骨细胞黏附和增殖的影响,探讨飞秒激光在种植材料表面改性中的作用。方法：钛合金Ti-6Al-4V圆片进行打磨抛光并采用不同能量密度的飞秒激光处理,分为低能量组（0.07 J•cm^-2）和高能量组（1.40 J•cm^-2）,同时以单纯打磨抛光样本为对照组,扫描电镜观察各组材料表面形貌;人成骨样细胞素MG63与各组材料进行共培养,扫描电镜观察材料表面黏附细胞的形态并采用丫啶橙染色和荧光显微镜观察黏附细胞的数量,用噻唑蓝（MTT）比色分析法测定MG63细胞的吸光度（A）值,分析不同时间点细胞增殖率。结果：飞秒激光处理钛合金表面形成2种不同的微形貌结构,即纳米级平行排列的条纹状结构和微米级的凸起与纳米级的条纹相结合的微纳复合结构;24 h各组黏附的细胞数量相近;48 h各组材料表面单个细胞形态均不明显,但微纳复合结构表面细胞覆盖面积大于纳米条纹表面和对照组的光滑表面,高能量组细胞增殖率明显高于对照组和低能量组（P＜0.05）。结论：飞秒激光处理钛合金表面产生的微纳复合结构有利于MG-63成骨细胞黏附和增殖。     

均聚物PS共混对PI-PS-PLA薄膜中微纳米结构的影响

将均聚物聚苯乙烯（PS）与三嵌段共聚物聚异戊二烯聚苯乙烯聚乳酸（PIPSPLA）以一定摩尔比共混,采用原子力显微镜（AFM）研究了均聚物浓度对其薄膜样品中微纳米结构的影响。结果表明：当n(PS)∶n(PIPSPLA)为1∶2和1∶1时,薄膜呈现出规则排列的柱状微结构,且柱状微区的尺寸较混合前的样品有所改变;当n(PS)∶n(PIPSPLA)为2∶1时,PS与嵌段共聚物PIPSPLA的分子链发生了相分离,其中均聚物PS相形成了较大尺寸的岛状微区。     

赖氨酸乙酯扩链聚氨酯弹性体的制备

以1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段、赖氨酸乙酯盐酸盐(Lys-OEt)作为扩链剂合成一种新型聚碳酸酯型聚氨酯弹性体.通过力学性能测试、原子力显微镜(AFM)、红外光谱分析和细胞培养,探讨了聚氨酯弹性体软硬段比例、扩链剂对材料性能的影响和材料的细胞毒性.结果表明:随着硬段含量的增加,聚氨酯的机械性能提高.采用Lys-OEt扩链的聚氨酯弹性体拉伸强度达到18.6 MPa,在Lys-OEt、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)3种扩链剂中力学性能最佳.初步的细胞培养实验证明,该材料具有良好的细胞相容性.     

界面缩聚法制备聚芳酯复合纳滤膜 III.NF-1复合纳滤膜的结构和性能

通过 Ｉ Ｒ, Ｘ射线衍射分别研究了复合纳滤膜致密层的化学结构及其与性能的关系。采用扫描电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ ）和原子力显微镜（ Ａ Ｆ Ｍ ）分别对膜的断面、表面形态作了研究。     

纳米粒子对蛋白质结构影响的原子力显微镜研究

目的 研究不同粒径、不同材料、不同形状的纳米粒子对蛋白质分子结构的影响。方法 通过原子力显微镜表征纳米 粒子吸附蛋白质前后的粒径变化,研究其对蛋白质结构的影响。 结果 从粒径大小来看,纳米粒子的粒径越小对蛋白质的 结构造成的影响越小;从纳米粒子的材料来看,半导体材料的纳米粒子对蛋白质结构造成的影响大于金纳米粒子;从纳 米材料的形状来看,球形纳米颗粒对蛋白质结构造成的影响小于片状石墨烯。结论 纳米粒子的粒径、材料和形状对蛋白 质的分子结构有着显著的影响。     

动态成像模式下蛋白A胶体金单分子三维构象原子力显微镜研究

目的 确定葡萄球菌蛋白A胶体金分子特征性构象。方法 应用原子力显微镜扫描生理状态下分布在云母表面的葡萄球菌蛋白A胶体金分子,并进行数据测定建模。结果 葡萄球菌蛋白A胶体金分子为48.80nm×42.13nm×20.53nm“反C”形链状分子三维结构。结论 原子力显微镜可以在生理状态下直观测定生物大分子纳米尺度直观结构;葡萄球菌蛋白A胶体金分子的特征性结构可以作为神经细胞膜表面N-甲基-D-天冬氨酸受体原子力显微镜观测的原位标记物。     

新型光驱动形状记忆有序多孔膜的设计及构筑

长期以来,设计和制备微纳米尺寸的有序多孔结构是材料科学领域的重要研究课题。聚合物有序多孔膜因兼具高度规则的孔结构和聚合物的多功能性,在工程技术和科学研究领域受到广泛关注。有序多孔膜的孔隙大小、形状及可重复使用等性质对其功能化和潜在应用具有重要影响。形状记忆特性是一种独特的环境响应特性。形状记忆材料能够记忆初始形状,并且在形变后能够在外界刺激下回复其初始形状。将形状记忆特性引入到有序多孔膜中,可实现多孔膜孔形状、尺寸的有效调控,并提高薄膜的可重复使用性,但由于多孔膜孔结构难以实现均匀形变,形状记忆有序多孔膜鲜有报道。华东理工大学林绍梁课题组在光驱动形状记忆多孔膜的设计和制备方面取得了一些新进展。     

PANI 在玻璃基体表面的生长成膜过程

采用分散聚合法,在玻璃基体表面原位生长聚苯胺制得高电导率(10-3S/cm)、微纳米级的聚苯胺薄膜.通过扫描电镜、原子力显微镜以及接触角分析研究聚苯胺在玻璃基体表面成膜的驱动力和过程.结果表明:成膜的驱动力是聚合过程中产生的活性中间体与基体间的强吸附力.活性中间体主要是苯胺的二聚体、三聚体等短链小分子,它们与基体问的作用为分子间力作用,属物理吸附.聚苯胺在玻璃基体表面成膜的过程符合吸附生长模式,膜的厚度存在饱和值.     

聚硅氧烷与纳米SiO2复合改性光固化水性聚氨酯的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇(PCD)和羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为软段、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,在乳化过程中引入纳米SiO2,制得光固化水性聚氨酯纳米复合乳液。采用纳米粒度仪、SEM、光学接触角测量仪、电子拉力机等对复合乳液和复合膜的结构与性能进行了表征。研究结果表明：纳米SiO2相互接触,形成了连续的纳米SiO2网状结构贯穿于整个聚合物基体中;PDMS与纳米SiO2的复合引入使复合膜杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率、表面疏水性及耐水性均得到显著提高。     

PDLLA-PCL共混材料的制备与性能

以聚乳酸（PDLLA）和聚己内酯（PCL）为原材料,采用熔融共混法制备PDLLA-PCL共混物。采用拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、毛细管流变仪和原子力显微镜分别对共混材料的力学性能、热力学性能、流变性能和表面微观形貌进行了分析与表征。研究表明：随着PCL含量增加,共混物的柔韧性提高,拉伸强度逐渐降低,熔融峰向高温方向移动,熔融热焓和结晶热焓增加,表观黏度增大;PDLLA-PCL共混物制备的薄膜表面平整度优于PDLLA薄膜,当w(PCL)=30%时达到最好。     

大鼠原代背根神经元和雪旺细胞在随机及有序排列聚甲基丙烯酸甲酯电纺纳米纤维上共培养的形态学

目的: 探讨聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)电纺纳米纤维支架的拓扑线索对于大鼠原代背根神经元(DRGn)培养及其与雪旺细胞(SCs)共培养的影响。 方法: 构建具有随机分布和轴向有序排列拓扑结构的PMMA电纺纳米纤维,分别为随机和有序PMMA电纺纳米纤维组,以PMMA薄膜作为对照组;分离纯化大鼠原代DRGn和SCs,与上述各组PMMA电纺纳米纤维共培养;利用慢病毒技术转染荧光蛋白基因作为显色方法,观察PMMA电纺纳米纤维的拓扑线索对于DRGn神经突生长的影响,在共培养实验通过荧光图像的快速傅立叶转换(FFT)及半高全宽值(FWHM)的计算,定量分析电纺纤维对DRGn神经突和SCs细胞突起的接触引导作用。 结果: 大鼠原代DRGn和SCs均能够顺利在PMMA材料上贴壁并生长;与PMMA薄膜组比较,随机和有序PMMA电纺纳米纤维组DRGn平均神经突数量及神经突长度差异无统计学意义(P>0.05);共培养实验中,电纺纤维的拓扑线索对于 DRGn神经突和SCs细胞突起的生长均具有明显的接触引导作用,与PMMA薄膜组和随机PMMA电纺纳米纤维组比较,有序PMMA电纺纳米纤维组DRGn和SCs的FWHM值均明显降低 (P<0.01),有序PMMA电纺纳米纤维能够在空间上促成DRGn神经突和SCs细胞突起建立共定位。 结论: 有序PMMA电纺纳米纤维具有作为脊髓损伤(SCI)后植入性支架材料的潜力,其拓扑线索有可能加速SCs的轴突髓鞘化过程。     

硬段含量对嵌段聚脲结构与性能的影响

以端氨基聚醚、异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、二乙基甲苯二胺(DETDA)为主要原料,制备了一组硬段含量不同的IPD I基聚脲。通过FT-IR、DSC、SEM以及拉伸等测试手段,研究了硬段含量对聚脲羰基氢键化程度、微观结构及其力学性能的影响。结果表明:随着硬段含量的增加,脲羰基氢键化程度增加;软段相的微相分离率降低,硬段有序程度增大。硬段含量为35%时材料的力学性能较佳。     

小径聚氨酯人工血管内皮化种子细胞的体外诱导分化及种植

[目的]探讨体外诱导骨髓单个核细胞分化成为内皮祖细胞,为小径聚氨酯人工血管内皮化提供合适的种子细胞的可行性.[方法]收集健康成人骨髓单个核细胞,置于纤维连接蛋白预衬的DMEM培养基中,用血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(basicfibroblast growth factor,bFGF)加以诱导,通过荧光显微镜和免疫组化分析等方法观察和鉴定诱导后的细胞.将诱导分化的内皮祖细胞种植到聚氨酯小径人工血管表面,用扫描电镜观察.[结果]在VEGF、bFGF等诱导因子存在的条件下,骨髓单个核细胞分化成为内皮祖细胞,倒置荧光显微镜下呈典形的"纺锤样"梭形细胞,单层细胞贴壁生长融合时呈铺路石样排列,免疫组化示VWF和CD34抗体染色阳性.扫描电镜下,未种植细胞的聚氨酯小径人工血管表面呈典型的多孔蜂窝状结构,孔径大小比较适合内皮祖细胞爬行.种植细胞后,聚氨酯小径人工血管表面有大量的内皮祖细胞黏附、爬行及铺展生长,有时可见内皮祖细胞长入蜂窝状孔径内.[结论]体外诱导骨髓单个核细胞分化为内皮祖细胞可作为小径聚氨酯人工血管内皮化的种子细胞.