生物活性涂层-整理后
活性涂层提升食品包装材料抗菌性能
活性涂层提升食品包装材料抗菌性能活性涂层作为一种新型的食品包装材料，其抗菌性能的提升在食品保鲜和安全领域具有重要意义。
本文将从活性涂层的概述、抗菌机制、以及如何通过不同方法提升其抗菌性能等方面进行探讨。
一、活性涂层概述活性涂层是一种功能性涂层，它通过在包装材料表面添加具有生物活性的物质，赋予包装材料抗菌、抗氧化等特性。
这种涂层不仅能够延长食品的保质期，还能有效抑制食品表面微生物的生长，保障食品的卫生安全。
1.1 活性涂层的组成活性涂层通常由基材、活性物质和载体组成。
基材是涂层的基础，可以是塑料、纸张或金属等；活性物质是涂层发挥作用的关键，如抗菌剂、抗氧化剂等；载体则起到固定和释放活性物质的作用。
1.2 活性涂层的应用活性涂层广泛应用于食品包装领域，包括但不限于肉类、乳制品、果蔬等食品的包装。
它能够有效抑制食品表面细菌的生长，减少食品腐败和变质的风险。
二、活性涂层的抗菌机制活性涂层的抗菌性能主要通过以下几种机制实现：2.1 物理屏障作用活性涂层在食品表面形成一层保护膜，阻止微生物接触食品，从而起到物理屏障的作用。
2.2 化学抑制作用活性物质通过与微生物的细胞壁、蛋白质或酶等发生反应，破坏微生物的细胞结构或生理功能，抑制其生长繁殖。
2.3 释放控制作用活性涂层通过控制活性物质的释放速率，持续对食品表面进行抗菌保护。
2.4 光催化作用某些活性涂层含有光敏物质，能够在光照下产生活性氧，对微生物进行光催化杀菌。
三、提升活性涂层抗菌性能的方法为了提高活性涂层的抗菌效果，研究人员采取了多种方法：3.1 优化活性物质的选择选择合适的活性物质是提升抗菌性能的关键。
研究人员通过对比不同抗菌剂的抗菌效果，选择具有高效、广谱、低毒的活性物质。
3.2 调整活性物质的浓度活性物质的浓度直接影响其抗菌效果。
通过实验确定最佳浓度，既能保证抗菌效果，又能避免对食品或人体产生不良影响。
3.3 改进涂层的制备工艺涂层的制备工艺对活性涂层的性能有重要影响。
凝胶涂层总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言凝胶涂层作为一种新型的功能材料，近年来在各个领域得到了广泛的应用。
它具有优异的力学性能、生物相容性、耐腐蚀性等特点，被广泛应用于医疗器械、生物组织工程、电子器件、航空航天等领域。
本报告将对凝胶涂层的研发背景、材料特性、制备工艺、应用领域以及未来发展趋势进行总结。
二、凝胶涂层的研发背景随着科技的发展，人们对材料性能的要求越来越高。
凝胶涂层作为一种具有特殊结构和功能的材料，具有以下研发背景：1. 生物医学领域：凝胶涂层具有良好的生物相容性和生物降解性，可用于组织工程支架、药物缓释载体等。
2. 电子器件领域：凝胶涂层具有良好的导电性和耐腐蚀性，可用于电子器件的保护和功能化。
3. 航空航天领域：凝胶涂层具有轻质、高强度、耐高温等特点，可用于航空航天器的结构材料和功能材料。
三、凝胶涂层的材料特性凝胶涂层具有以下材料特性：1. 生物相容性：凝胶涂层材料应具有良好的生物相容性，不会对人体产生毒性反应。
2. 生物降解性：凝胶涂层材料应具有良好的生物降解性，能够在体内自然降解。
3. 力学性能：凝胶涂层应具有足够的力学强度，能够承受一定的载荷。
4. 导电性：凝胶涂层应具有良好的导电性，适用于电子器件的制备。
5. 耐腐蚀性：凝胶涂层应具有良好的耐腐蚀性，能够抵抗环境因素的影响。
四、凝胶涂层的制备工艺凝胶涂层的制备工艺主要包括以下几种：1. 溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程制备凝胶涂层，具有操作简单、成本低等优点。
2. 原位聚合法：在材料表面原位聚合形成凝胶涂层，具有反应速度快、涂层均匀等优点。
3. 电化学沉积法：利用电化学原理在材料表面沉积凝胶涂层，具有沉积均匀、可控性好等优点。
4. 喷涂法：通过喷涂技术将凝胶涂层材料喷涂到基材表面，具有涂层均匀、适用范围广等优点。
五、凝胶涂层的应用领域凝胶涂层在以下领域具有广泛的应用：1. 生物医学领域：用于制备组织工程支架、药物缓释载体、生物传感器等。
2. 电子器件领域：用于制备导电涂层、防腐蚀涂层、生物传感器等。
生物活性涂层材料的开发与应用研究
生物活性涂层材料的开发与应用研究随着科学技术的不断发展，生物活性涂层材料的开发与应用成为了当前材料领域的热点之一。
这些涂层材料具有优异的性能和广泛的应用前景，因此备受科研机构和企业的关注。
本文将从生物活性涂层材料的定义、开发方法及应用领域等方面展开论述。
首先，我们来定义生物活性涂层材料。
生物活性涂层材料是指涂层与生物体接触或直接作用时，在表面形成一定形貌和结构的涂层，能够促进生物医学领域的治疗和诊断等各个方面。
这种涂层材料拥有特殊的生物相容性，可以防止异物反应，同时能够与生物体发生相互作用，实现治疗和修复。
其次，生物活性涂层材料的开发方法多种多样。
最常见的方法是在基材表面涂覆添加活性物质的材料，如纳米颗粒、生物活性分子和生物薄膜等。
通过调节添加物的成分和比例，可以优化涂层材料的性能，使其具有更强的生物相容性和治疗效果。
此外，还可以利用物理加工、化学修饰和表面改性等手段对涂层材料进行调控，实现结构和性能的改良。
例如，利用离子溅射、脉冲激光和等离子体增强化学气相沉积等高级表面处理技术，可以在基材表面形成高质量、均匀分布的涂层。
随着生物活性涂层材料的开发，其应用领域也日益广泛。
在医学领域，生物活性涂层材料可用于修复和再生组织。
例如，通过在表面添加生物活性分子，在人工关节或骨切削术中应用，可以促进骨骼组织的再生和修复。
此外，在药物递送系统中，生物活性涂层材料也起到了重要的作用。
通过制备载药涂层，可以实现对药物的控释和靶向输送，提高药物疗效和降低毒副作用。
此外，生物活性涂层材料还可应用于生物传感器、生物芯片和生物成像等领域，实现对生物体的监测和诊断。
值得一提的是，生物活性涂层材料的开发与应用研究也面临着一些挑战和难题。
首先，涂层材料的生物相容性需要得到更全面和深入的研究。
虽然已有研究表明，生物活性涂层材料具有良好的生物相容性，但其作用机制和长期影响仍需进一步探究。
此外，生物活性涂层材料的制备过程需要更加规模化和工业化，以满足实际应用的需要。
纺织品的功能整理及功能整理剂
收稿日期:2002-09-11作者简介:谢光银(1965-),男,副教授,主要从事纺织品设计、检测和纺织材料的科研与教学工作。
纺织品的功能整理及功能整理剂谢光银,张 辉,沈兰萍,尉 霞(西安工程科技学院,陕西西安 710048)摘 要:对功能整理的特点、要求和方法,以及部分功能整理剂的使用特性作了简要介绍。
关键词:纺织品;功能整理;整理剂中图分类号:TS19516 文献标识码:A 文章编号:1008-0643(2003)02-0054-041 纺织品功能整理的要求和方法纺织品的功能整理是为了满足纺织品的某些特殊使用要求而赋予纺织物优良的使用、安全、外观等性能的特殊整理加工方法。
多功能整理剂则是随化学、生物医学、高分子复合材料学、光化学、热力学、电学、生态学等多学科技术的发展而发展起来的一类功能整理剂。
由于纺织品的功能整理是针对纺织品某些特定的性能的,因而目的性强,效果好,产品的附加值也高。
纺织品经功能性整理后,其使用目的和范围明确,也深受消费者欢迎。
功能性纺织品的应用范围较为广泛,如用作生物医学的组织和器官;用于预防医学的抗菌防病,保健美容的理疗塑身;特种行业的阻燃,防静电,高低温防护;家居环境改善,吸尘防噪,妇幼生理卫生,杀螨防污,拒油拒水,各类射线防护等等。
并且,从发展来看,功能性纺织品的整理内容和应用范围还在不断扩大,正逐渐渗透到普通产品的生产与整理过程中。
111 功能整理的要求11111 具有良好的环保特性功能性纺织品的生产不能对生态环境造成影响。
有害物溢出,有害气体和污水的排放,会直接造成土壤与地下水污染,造成自然生态环境的恶化和生物种群失调或消灭。
这些都是世界环境保护组织和各国政府所不允许的。
对各类化学助剂不但要研究其近期生态影响力,还要研究其长效生态影响力,确保其永久的安全性。
因此,在功能性纺织品整理过程中,应尽量采用生物可降解助剂,以确保环境安全。
11112 生产操作的安全性在生产过程中应尽量避免特殊操作,防止给操作人员造成显性或隐性的生理和心理伤害。
生物学涂层技术在医用器械中的应用
生物学涂层技术在医用器械中的应用生物学涂层技术是指利用生物学的知识，将生物材料涂覆在医用器械表面，以达到改善器械表面性能、增强器械生物相容性、防止感染和延长使用寿命等目的的一种技术。
随着医疗技术的不断进步，越来越多的医用器械应用了生物学涂层技术。
本文将从生物学涂层技术的原理、医用器械的种类、涂层技术的优劣势和实际应用四方面探讨生物学涂层技术在医用器械中的应用。
一、生物学涂层技术的原理生物学涂层技术的实质是在医用器械表面涂覆生物材料，使器械本身的性能得到改善。
因为医用器械广泛应用于人体内部，所以必须考虑器械与组织的生物相容性，并努力减少器械在人体内的排异反应。
生物学涂层技术可以从以下三个方面实现这一目标：1.提高医用器械的稳定性：通过将生物材料涂覆到器械表面上，可以增强器械表面的稳定性，防止器械表面因擦洗、清洁等原因而出现磨损、剥落等现象。
2.增强生物相容性：涂层能够减少器械在人体内的排异反应，降低组织对器械的抗拒性。
3.防止感染：在器械表面上涂覆抗菌材料可以大大降低感染的几率，避免因感染而导致的不良后果发生。
二、常见医用器械的涂层技术生物学涂层技术在医用器械中的应用非常广泛，以下列举了一些常见的医用器械涂层技术。
1. 心脏支架：心脏支架是治疗心血管疾病的重要医用器械，它的涂层有助于增强其性能。
临床试验证明，将支架表面涂覆凝血酶材料可以大大降低支架在人体内的血栓形成几率。
2. 人工关节膜：关节膜是人工关节置换手术中一种常见的材料，通过在关节膜表面涂覆医用聚乙烯均聚物可以起到缓解关节面磨损等作用。
3. 医用听诊器：医用听诊器是一种常见的医用器械，其表面涂层能够减少假环境的干扰，提高信号传导效率，从而提高听诊效果。
4. 生物支架：生物支架是一种常见的医用器械，可以用于修补人体组织，如修复心脏、肌肉等组织缺损，同时还可以防止细胞生长抗拒等问题。
三、生物学涂层技术的优劣势虽然生物学涂层技术在医用器械中应用广泛，但其优劣势值得关注。
钛合金表面生物活性涂层的制备与生物学性能研究
钛合金表面生物活性涂层的制备与生物学性能研究钛合金是一种重要的医用材料，广泛应用于人工关节、口腔种植等领域。
然而，钛合金表面的生物惰性限制了其在医学领域中的应用范围。
为了提高钛合金表面的生物活性，研究人员采用了许多方法，其中包括表面涂层技术。
钛合金表面涂层技术是将材料涂覆在钛合金表面，以改善其生物活性。
生物相容性好且不易脱落的涂层材料，能够在体内促进骨细胞的生长和再生，从而增强人工关节和人工牙齿的稳定性。
研究发现，钛合金表面涂层技术是一种比较有效的方法，可显著提高钛合金表面的生物活性。
近年来，许多研究者将钛合金表面涂层技术应用于生物活性涂层制备上。
生物活性涂层是一种新型的涂层材料，可通过增加钙质来提高生物活性。
据报道，利用生物活性涂层制备的钛合金表面，具有良好的生物相容性和生物活性。
因此，本文将针对钛合金表面生物活性涂层的制备与生物学性能进行研究。
1、钛合金表面生物活性涂层的制备制备钛合金表面生物活性涂层的方法有许多种，如有机溶剂法、水热法和离子共存法等。
其中，有机溶剂法是最常用的方法之一，因为它具有以下优点：操作简单、反应条件温和、涂层均匀且具有良好的附着力。
钛合金表面生物活性涂层的制备步骤如下：1) 准备涂层溶液：将适量的钙源和磷源加入有机溶剂中，将其混合均匀，即可得到涂层溶液。
2) 钛合金表面预处理：将钛合金表面放入丙酮中，紫外线照射30分钟。
3) 涂层制备：将钛合金表面取出，涂上涂层溶液，将其晾干。
4) 热处理：将涂有生物活性涂层的钛合金表面放入高温炉中，加热至1000℃，保温3小时。
热处理完成后，使钛合金表面得到致密，坚固的涂层。
2、钛合金表面生物活性涂层的生物学性能2.1 生物相容性钛合金表面生物活性涂层的生物相容性是指其能否与人体组织相容。
为了评估涂层的生物相容性，我们进行了研究。
结果表明，钛合金表面涂有生物活性涂层后，对人体组织没有不良反应，表面附着力强、稳定性好。
2.2 生物活性生物活性是评价涂层材料的重要性能之一。
生物玻璃涂层的体外模拟研究
． 李慕励 （ ５一）女 ， 江绥化人 ， １ ５ ， 黑龙 ９ 佳术斯大学材料科学与工程学 院教授 ．
维普资讯
搅拌 实验用基体材料为 Ｔ Ａ４ ｉ１ ６ Ｖ合金 ， 线切割制成 种化学试剂按一定 的次序依次加入蒸馏水 中， 尺寸为 １ ｍ× ２ ｍ× ｍ ２ ｍ １ ｍ ３ ｍ的试样． 基体在喷涂前 均匀 ， 使其充分反应溶解 ， 在生理温度下用盐酸和三 Ｈ＝ ： ， 用砂纸将表面磨光 ， 然后用 １ 一２ Ｏ Ｏ目石英砂对其 羟甲基氨基甲烷将配制 的溶液缓 冲到 ｐ ７４ 和 Ｈ值相符 ． 配制好 的体液在 ３＂左右 ７２ １ 表面进行喷砂处理 ， 并用丙酮在超声波清洗仪 中清 人体体液的 ｐ 使用和存放， 试样所用模拟体液每两天更换一次 ， 以 洗． 生物玻璃的制备工艺流程如图 １ 所示 ： 保证其成分的均匀和稳定 ． １２ 实验方 法 ． 通过 日 电子株式会社 ＪＭ一 ３ｏ Ｖ扫描 电 本 Ｓ ６６Ｌ 采用 Ｃ 一１ ０ Ｐ ０ 型亚音速喷涂枪在基体上喷涂 镜来观察浸泡前后涂层 的表 面形貌 ； ０ 采用精确度为
关键词： 喷涂 ； 生物玻璃； 生物活性 ； 体外模拟 中图分类号 ： Ｔ ３３ Ｂ ３ 文献标识码： Ａ
０ 引 言
生物玻璃（ ｉ ． ） Ｂｏ ｇ 最早被研究和应用是 １７ ９１ 年美 国佛罗里 达大 学 的 Ｈ ｎｈ教 授研 制 成功 的 ｅｃ
生物玻璃涂层 ， 其工作参 数为 ： 氧气工作压力 ：
艺成型使其具有一定的几何外形 ， 而本文采用在模 拟体液中浸泡喷涂生物玻璃涂层试样 的方法 ， 来观 察其表面生长情况及重蠹变化 ， 从而进一步探讨生
常用的生物医学材料
常用的生物医学材料生物医学材料是指能够在生物体内发挥一定功能的材料，用于医学领域的诊断、治疗、修复等方面。
它们可以被分为生物组织工程材料、生物传感材料、生物医学传导材料和生物医学涂层材料等几类。
下面将介绍一些常用的生物医学材料。
1.生物组织工程材料生物组织工程材料是指能够用于修复和替代组织和器官的材料。
常用的生物组织工程材料包括生物陶瓷、生物金属、生物降解材料和生物高分子材料等。
生物陶瓷主要用于骨修复和牙齿修复，如氧化锆陶瓷和羟基磷灰石陶瓷等。
生物金属主要用于骨修复，如钛合金和不锈钢等。
生物降解材料能够在体内逐渐降解，如可降解植入物和可降解缝线等。
生物高分子材料如胶原蛋白和明胶等主要用于组织修复和再生。
2.生物传感材料生物传感材料用于检测、监测和测量生物体内的生理参数和生物活性分子。
常用的生物传感材料包括生物传感纳米材料、生物传感膜材料和生物传感纤维材料等。
生物传感纳米材料如量子点和金纳米颗粒等，具有高灵敏度和选择性，可用于生物分子的检测和成像。
生物传感膜材料如生物生物膜、聚合物膜和多层膜等，用于传感信号的转换和传递。
生物传感纤维材料如碳纳米纤维和纳米纤维素纤维等，可用于制备传感器和生物相容性的织物。
3.生物医学传导材料生物医学传导材料用于调控生物体内的电信号和磁信号，广泛应用于心脑血管疾病的诊断和治疗。
常用的生物医学传导材料包括生物活性玻尿酸、生物医用硅胶和生物医用磁性材料等。
生物活性玻尿酸作为一种生物多聚物，具有良好的生物相容性和生物活性，用于心脑血管介入治疗和修复。
生物医用硅胶和生物医用磁性材料则用于制备生物医学传感器和生物医学成像剂。
4.生物医学涂层材料生物医学涂层材料用于在医疗器械表面形成一层保护层，提高器械表面的性能和生物相容性。
常用的生物医学涂层材料包括微纳米结构涂层材料、生物活性涂层材料和防生物污垢涂层材料等。
微纳米结构涂层材料如纳米钛合金涂层和纳米金属涂层等，可以提高器械表面的生物相容性和抗菌性。
文献综述-修改后
钛合金表面微弧氧化的研究进展1前言生物医用钛合金是医用材料的重要组成部分，主要应用于治疗和替代人体器官和组织，是具有巨大发展空间的新型载体材料[1]。
钛合金由于密度小、比强度高、耐腐蚀及优良的生物相容性，已成为应用最为广泛硬组织植入材料。
此类植入体材料具有比重轻、弹性模量小的优点，因此可以减少植入体与骨界面处的应力集中[2]。
将钛合金植入机体后可以诱导骨融合，且对人体无害[2]。
但钛合金是生物惰性材料，表面无抗菌性，在生理环境中及负荷条件下耐磨、耐蚀性较差。
因此，提高植入体材料的抗腐蚀能力及抗菌性能，改善其生物相容性是钛合金植入物材料所面临的主要问题[3]。
利用表面处理工艺在钛合金表面形成一层氧化膜可以提高其性能[4]。
目前研究较多的表面改性技术有溶胶-凝胶、气相沉淀、电化学改性(微弧氧化)、等离子体喷涂等技术[5]。
微弧氧化（Microarc Oxidation）又称微等离子氧化［6］，是一种在有色金属表面原位生长氧化膜的技术。
微弧氧化采用较高电压，将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区引入到高压放电区，可在镁、铝、钛等金属及其合金表面形成一层结合强度较高的氧化膜。
所谓微弧氧化就是将Al、Mg、Ti等金属或其合金放在电解质水溶液中，利用电化学方法，在机体的表面微孔中产生火花放电，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，生成陶瓷膜的阳极氧化方法[7]。
该陶瓷膜，可以阻止接触腐蚀，降低摩擦系数，极大地提高其耐磨和耐蚀性能，拓宽应用领域[8]。
2 常见表面改性技术2.1溶胶-凝胶用溶胶-凝胶法在钛及钛合金表面制备羟基磷灰石涂层，该涂层可改善其表面生物活性[9]。
溶胶-凝胶方法的优点主要有所得材料具有较高的纯度且较均匀，反应所需温度较低[10]，它所涉及的工艺和设备相对也较为简单。
但是，通过溶胶-凝胶技术获得的涂层需要热处理，而热处理过程通常会对钛合金机体产生不利影响[11]。
2.2气相沉积气相沉积主要分为化学气相沉积和物理气相沉积。
羟基磷灰石／TiO2生物活性复合涂层的研究进展
关键 词 ： Ｈ ／ｉ ；生物 活性 ：复合涂层 ：制备 ；性能 Ａ ＴＯ２
２ 涂 层制备
Ｈ ／ｉ 复合涂层 的制 备方法有物 理法 、化 学法和 Ａ ＴＯ２
电化学 法 。因为制备方法 的不同 ，涂层 的表面形貌 、相
组成 、结 晶度 、晶体 结构等均有所 不同 。
２２ 化学方法 ．
化学方法 是通过碱热处理 、溶胶 凝胶法 、表 面诱导
矿化等 对钛表 面进行化学 改性 。溶胶凝胶 （ｏ．ｅ）法 ｓ１ １ ｇ 是通 过 在钛 及钛 合金 表面 涂覆钛 或 磷酸 盐类 凝胶 而 制
在体外和 体内诱导磷灰 石的沉积 以及骨 组织的形成 ， 作 为缓 冲层 ， ｉ ２ ＴＯ 能有 效地隔离 植入体和 生物机 体 ， 而且 能提 高涂层和界 面的强度【。国内外研究 者采 用在基底 ３ 】
Ｉ ｅｇＬ ． ｎ ｕ等【’ Ｐ ｎ 用等离子 喷涂法在 Ｔ 基体上 制 ｉ
备 了复合涂层 ，Ｈ ＴＯ２ Ａ／ｉ 层与基 体的结合 良好的基础上 降低外层 Ｈ 的残余应力 ，复合涂层在 ６ ０Ｃ下晶化处 Ａ ５＂
理 不 同时间 ，表面裂纹 比对 应纯 Ｈ 层细 小，交替分布 Ａ 的 Ｈ 层与 ＴＯ 结合致密 。Ｈ． ｉ 采 用高速 乙炔 热喷 Ａ ｉ２ Ｌ【
对钛 及合 金进 行表 面 改性 方法在 其 表面 形成 一层 Ｈ 可以制备具有高性 能、高可靠性 的生物复合植 入材 Ａ 料 。复合材料避 免了钛及合金 的无生物 活性的特点 ，同 时又可 以克服 Ｈ 力 学性能差 的缺陷。钛及合金为 金属 Ａ 键 ， Ｈ 陶瓷为共价 键或 离子键 ， 而Ａ 两种 晶格类型不 同， 相容性差 ， Ｈ 材料 与钛 合金基体 的界 面处难形成 良 故Ａ
【国家自然科学基金】_生物活性涂层_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
科研热词 羟基磷灰石 钛合金 镁合金 锂 钙磷涂层 表面改性 血管支架 血管再狭窄 药物控释 腐蚀 脉冲电沉积 聚乙烯 羟基磷灰石类 结合强度 细胞增殖 组织结构 紫外光辐照 等离子体喷涂 碳/碳复合材料 电化学沉积 生物相容性 生物涂层 生物活性 生物材料 激光熔覆 涂层 氧化锆 氧化钛涂层 模拟体液 植入体 层状组装多层膜 层层自组装 复合涂层 医用镁合金 内皮细胞 假体松脱 体内内皮化 人工关节 二膦酸盐类 β -磷酸三钙 x射线光电子能谱 mg63
科研热词 推荐指数 钛 5 阴极沉积 2 膨体聚四氟乙烯人工血管 2 肝素 2 生物相容性 2 生物活性 2 生物活化 2 成骨细胞 2 r-sbf 2 ca-p涂层 2 骨结合 1 颅骨修补材料 1 预钙化 1 陶瓷膜 1 链亲和素 1 钛金属 1 钛合金 1 钛及钛合金 1 表面形貌 1 表面修饰 1 血液相容性 1 蛋白质固载 1 蛋白质吸附 1 蛋白涂层支架 1 蛋白多糖玻璃体颗粒 1 蛋白 1 羟基磷灰石涂层 1 羟基磷灰石 1 纳米羟基磷灰石 1 纳米磷灰石 1 等离子体喷涂 1 磷酸钙 1 磷酸八钙(ocp) 1 碳/碳复合材料 1 碱性磷酸酶 1 电沉积 1 生物素 1 生物活性涂层 1 生物活性材料 1 水相-水相乳液法 1 氧化钛涂层 1 抗凝血表面修饰 1 抗凝血涂层 1 抗凝血 1 微弧氧化 1 建模 1 层层自组装 1 声电沉积 1 化学处理 1 共价交联 1 免疫分析 1 仿生溶液法 1
胶原蛋白自组装生物功能材料的研究进展
2017年第36卷第6期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2215·化 工 进展胶原蛋白自组装生物功能材料的研究进展王瑞瑞1，2，王鸿儒1（1陕西科技大学轻工科学与工程学院，中国轻工业皮革清洁生产重点实验室，陕西 西安710021；2青海师范大学化学化工学院，青海 西宁 810008 ）摘要: 胶原蛋白在体外自组装形成高度有序的网状结构，有利于细胞的黏附、增殖、扩散和迁移，具有良好的生物相容性、优异的力学性能、可生物降解性和弱抗原性。
本文首先介绍和分析了胶原蛋白自组装功能材料的4种组装方法，即模板自组装法、原位自组装法、定向自组装法和诱导自组装法和分析的研究现状；比较了4种自组装方法的组装原理和组装特点；然后总结了胶原蛋白自组装生物功能材料作为组织替代材料，靶向给药材料，光、电、声特异传导功能材料在再生医学、基因治疗、药物设计、组织工程、医学影像等领域的应用现状和发展趋势；最后指出了胶原蛋白自组装生物功能材料今后的研究方向，表明胶原蛋白自组装生物功能材料在生物医学领域具有广阔的应用前景。
关键词：蛋白质；自组装；制备；功能材料；生物医学工程中图分类号：TQ93 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）06–2215–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.034Progress of research on collagen self-assembly biological functionalmaterialsWANG Ruirui 1，2，WANG Hongru 1（1 Key Laboratory of Leather Cleaner Production ，China National Light Industry ，College of Bioresources Chemical and Materials Engineering ，Shaanxi University of Science & Technology ，Xi’an 710021，Shaanxi ，China ；2College ofChemistry and Chemical Engineering ，Qinghai Normal University ，Xining 810008，Qinghai ，China ）Abstract ：Collagen self-assembled into highly ordered network structure in vitro ，which helps to cell adhesion ，proliferation ，spreading ，and migration. Collagen self-assembly biological functional materials have highly ordered structure characteristics ，excellent mechanical properties ，good biocompatibility ，biodegradability ，and low immunogenic idiosyncrasy. The assembly process of the four self-assembly technologies ，which are template self-assembly technology ，in situ self-assembly technology ，directed self-assembly technology and induced self-assembly technology ，is described. The status of research on those four self-assembly technologies is presented. The theory and characteristic of four self-assembly technologies is discussed. Then ，the application of collagen self-assembly biological function materials as tissue replacement material ，targeted drug delivery material ，functional material of specific conduction of light ，electricity ，sound ，is summarized. The development trend of collagen self-assembly biological function materials in regenerative medicine ，gene therapy ，drug design ，tissue engineering ，medical imaging ，etc ，is identified. Finally ，the direction of future development of collagen self-assembly biological function material is proposed. Results show that the collagen self-assembly biological functional materials have broad application prospects in biomedical field.Key words ：protein ；self-assembly ；preparation ；functional materials ；biomedical engineering*********************。
钛基生物陶瓷涂层提高植入物稳定性的研究
钛基生物陶瓷涂层提高植入物稳定性的研究钛基生物陶瓷涂层提高植入物稳定性的研究一、引言植入物在医学领域中具有重要的应用，例如骨科植入物用于修复骨折和关节置换等。
然而，植入物的稳定性是一个关键问题，它直接影响到植入手术的成功率和患者的康复效果。
钛基材料由于其良好的生物相容性和机械性能，被广泛应用于植入物的制造。
但是，单纯的钛基植入物在某些情况下可能无法提供足够的稳定性。
因此，研究如何提高钛基植入物的稳定性具有重要的临床意义。
生物陶瓷涂层作为一种有效的表面改性方法，被认为可以改善钛基植入物的性能，特别是其稳定性。
二、钛基生物陶瓷涂层的材料选择1. 羟基磷灰石（HA）涂层- HA是一种具有良好生物相容性的生物陶瓷材料，其化学成分与人体骨骼中的矿物质相似。
在钛基植入物表面涂覆HA涂层，可以促进骨细胞的附着和生长。
研究表明，HA涂层能够在植入初期引导骨组织向植入物表面生长，形成紧密的骨-植入物结合界面，从而提高植入物的稳定性。
- 然而，HA涂层也存在一些局限性。
例如，它的机械性能相对较差，在承受较大载荷时可能会发生破裂或脱落。
此外，HA涂层的结晶度和孔隙率等因素也会影响其生物活性和稳定性。
2. 磷酸三钙（TCP）涂层- TCP也是一种常用的生物陶瓷材料，它具有良好的生物降解性和生物相容性。
与HA相比，TCP涂层在体内的降解速度更快，可以为骨组织的生长提供更多的空间和营养物质。
同时，TCP涂层也可以促进骨细胞的分化和增殖，增强骨-植入物结合。
- 但是，TCP涂层的快速降解也可能导致植入物在早期失去部分支撑作用，影响植入物的稳定性。
因此，需要合理控制TCP涂层的降解速度，以达到最佳的植入效果。
3. 生物活性玻璃（BG）涂层- BG是一种含有多种氧化物成分的玻璃材料，它具有独特的生物活性。
当BG涂层与体液接触时，会在表面形成一层富含羟基的凝胶层，这层凝胶层可以促进细胞的附着和增殖，同时还能诱导磷灰石的形成。
磷灰石的形成可以进一步提高植入物与骨组织的结合强度，从而提高植入物的稳定性。
智能涂层_类生物表面活性智能涂层
征 ,但由于涂层的表面特性 ,一些无法作为整体材
2005年 6月在柏林召开了 Smart Coatings第四
料实现的“智能 ”功能可以通过智能涂层的形式实 次国际大会 , 17 个国家的专家出席了会议 。会议
现 。另外 ,由于涂层用材量少 ,智能涂层往往比整 体智能材料更具有经济性 。智能涂层的特点主要 有 : (1)具有“智能 ”功能 ,即能对环境产生自适应 的 、选择性的 、特殊的作用或对环境变化作出较快 的响应并实时改变自身以适应环境或避免自身失 效 ,延长使用寿命 ; ( 2)以涂层的形式覆盖在目标 物体表面 ,智能涂层的厚度大多在几个纳米到几个 毫米之间 ; (3)以固体薄膜的形式稳定的存在于自
早期研究发现 ,荷叶表面由一层表面能较低的 植物蜡所覆盖 。植物蜡的表面张力低于植物叶主 要成分木质素和纤维素的表面张力 ,有助于降低荷 叶表面的表面能 。但一层植物蜡是不能够使荷叶 产生超疏水性能的 ,理由是有许多表面覆盖着与荷 叶近似植物蜡的植物并没有表现出超疏水性 。
涂层涂 覆 到 金 属 网 上 实 现 油 水 的 自 动 分 离 [ 12 ] 。 Taoleis等用碳纳米管阵列成功实现了超疏水表面 , 其系 列 膜 中 与 水 的 最 高 接 触 角 为 162. 7°± 1. 5°[ 10 ] 。Jonghoon L 等通过改变聚二甲基硅烷膜 的粗糙 度 同 样 实 现 了 超 疏 水 与 超 亲 水 之 间 的 转 变 [ 13 ] 。
臭 、油污分解 、防霉防藻和空气净化等作用 [ 23, 24 ] 。 由于纳米二氧化钛的除污过程是被激发的内部电 子返回基态的过程 ,阳光中的紫外线就能使其重新 激发 ,所以能重复使用 。
领域紧密联系 ,并且出现了相应的分支 ,凸现出独 立体系化的特点 。因此 ,就智能涂层现有的主要研 究内容 、方向及其成果进行分析总结 ,建立系统的 智能涂层概念 ,将有利于对不同性质的智能涂层技 术相互借鉴 、相互
聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用
聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用一、本文概述本文旨在探讨聚多巴胺（Polydopamine, PDA）在生物材料表面改性中的应用。
作为一种新兴的、具有生物活性的材料，聚多巴胺因其独特的性质，如良好的生物相容性、粘附性、以及易于功能化的特性，在生物医学工程、组织工程、药物传递、生物传感器等多个领域受到广泛关注。
本文将详细介绍聚多巴胺的合成方法、表面改性的原理及其在生物材料表面改性中的具体应用，并探讨其可能存在的问题和未来发展方向。
通过本文的阐述，希望能为相关领域的研究者提供有益的参考和启示，推动聚多巴胺在生物材料表面改性领域的进一步发展和应用。
二、聚多巴胺的合成与性质聚多巴胺（Polydopamine, PDA）是一种模拟海洋生物贻贝粘附蛋白的人工合成高分子材料，因其独特的粘附性和生物活性，在生物材料表面改性领域具有广泛的应用前景。
聚多巴胺的合成主要基于多巴胺（Dopamine）的氧化自聚合反应，这一过程可以在多种基材表面进行，包括金属、非金属、有机和无机材料等。
多巴胺是一种生物活性分子，广泛存在于生物体内，特别是哺乳动物的中枢神经系统中。
在碱性条件下，多巴胺可以发生氧化自聚合反应，生成聚多巴胺。
这种聚合反应过程相对简单，可以在水溶液中进行，且对温度要求不高，通常在室温下即可进行。
聚多巴胺具有一系列独特的性质，使其成为生物材料表面改性的理想选择。
聚多巴胺具有强大的粘附性，可以紧密地附着在各种材料表面，形成一层均匀的涂层。
聚多巴胺具有良好的生物相容性和生物活性，可以促进细胞粘附和增殖，有利于生物材料在生物体内的应用。
聚多巴胺还含有丰富的官能团，如羟基、氨基和醌基等，这些官能团可以进一步与其他生物分子或药物进行化学反应，实现生物材料的功能化。
聚多巴胺的合成相对简单，性质独特，具有良好的粘附性、生物相容性和生物活性，以及丰富的官能团，这些特点使得聚多巴胺在生物材料表面改性领域具有广阔的应用前景。
通过聚多巴胺的改性，可以改善生物材料的表面性能，提高其生物相容性和功能性，从而满足生物医学工程领域对生物材料日益增长的需求。
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生物材料表面改性及评价（技术）
●背景：研发全新的生物材料很难得到专家认可，尤其是SFDA或FDA认可。
●生物材料研究的一大类共性问题，针对不同基材(聚合物、陶瓷、金属)各有不同的
改性技术；
●旨在改进已有生物材料的物理性能(如抗凝血)或提高其细胞/组织相容性；
1.生物材料的表面与界面
张兴栋、翁杰、林昌健、冷永祥、乔明强、孔德领、黄楠、计剑、齐民、冷扬、蔡开勇、憨勇、崔春祥、包崇云、郝玉林、刘宣勇、屈树新、吴方、高长有、王贵学、
2.生物材料评价与分子相容性
蔡开勇、张胜民、王贵学、奚廷斐、吕晓迎、王远亮、罗彦凤、冷扬、
3.医用高分子材料的表面改性
丁建东、徐福建、计剑、贝建中、王身国、孔德领、周长忍、
医用金属及涂层(材料)
●背景：已有医用金属材料的物理性能(晶相、模量等)研究较为完善，研究全新的医
用金属材料很难得到专家认可，尤其是SFDA或FDA认可。
●医用金属是目前临床硬组织(脊柱、骨、关节及牙齿)修复用得最多的材料；其中不
锈钢和钛合金是两大类材料，估计占80％－90％。
●多数研究集中在改进医用金属材料的表面，旨在促进组织相容性，广义上讲仍属
生物材料表面改性。
只是生物活性涂层、生物矿化等研究一般没有涉及到细胞相
容性评价。
●另一研究内容则是医用金属材料临床的应用。
●镁合金由于具有独到的可降解性能，现在也有探索性研究，但具体得到SFDA认
可尚有一定距离。
4.医用金属材料
高家诚、张二林、崔福斋、张小农、杨柯、郑玉峰、于振涛、憨勇、
5.生物活性涂层
刘宣勇、憨勇、张胜民、吴方
6.生物矿化
崔福斋、冯庆玲、李旭东、憨勇、徐可为、张胜民、翁杰、林昌健、
7.矫形外科材料及应用
吕维加、裴福兴、冷扬、秦岭、杨柯、冯庆铃、田诘谟、卢世壁、蔡开勇、于振涛、黄楠、憨勇、翁杰、
（张二林没找到）
医用高分子
●高分子聚合物具有可降解性能，在临床上得到广泛应用，比如缝合线、骨填充物
等；
●医用高分子分为合成高分子和天然高分子两大类；
●合成高分子的优势在于材料的降解性可以通过分子量、支链等设计得以较好地控
制，劣势在于其生物相容性较差：
●天然高分子，比如壳聚糖(从螃蟹壳、虾皮中提取)、丝素蛋白(从蚕丝中提取)、角
蛋白(从头发中提取)等，具有很好的生物相容性。
其劣势在于，材料的降解不易控
制。
另一问题在于此类聚合物可能携带外源性活性因子，SFDA难以认可。
●医用高分子研究内容涉及新型高分子(含智能高分子)的设计与合成、药物/基因释
放载体、纺丝纤维成型及医用水凝胶应用；表面改性(见生物材料表面改性部分)。
●另外，高分子聚合物可用作组织工程支架，见组织工程部分。
8.生物医用可降解高分子材料
高长有、陈学思、齐民、钟振林、李世谱、李玉宝、蔡晴、陈国强、李旭东、王远亮、罗彦凤、冯庆铃、景遐斌、
9.医用智能高分子（对环境pH值、温度等响应，多用于药物释放）
张先正、王均、罗彦凤、陈学思、高长有、周邵兵、卓仁禧、
10.新型非病毒基因载体
卓仁禧、景遐斌、汤谷平、徐福建、张先正、孔德领、高长有、陈学思、刘贻尧、钟振林、黄世文、程巳雪、
11.纤维结构生物材料
朱美芳、袁晓燕、常江、邓旭亮、何创龙、王玉林、万怡灶、邓旭亮、
12.生物医用水凝胶
赵晓军、孔德领、樊渝江、周长忍、陈学思、周邵兵、
13.丝蛋白基生物材料
白伦、王松、朱鹤孙、刘海峰、
14.药物控释载体及系统
戴志飞、景遐斌、袁直、顾忠伟、樊渝江、张西正、史向阳、郝建原、路庆华、、卓仁禧、袁晓燕、罗静聪、戴志飞、张黎明、周邵兵、张其清、王身国、李孝红、蔡开勇、施剑林、
樊瑜波、孔德领、
（袁晓燕和张黎明没有找到）
生物陶瓷
●生物陶瓷包括羟基磷灰石(张兴栋院士、李玉宝教授的研究核心)、磷酸钙、活性玻
璃等；
●羟基磷灰石是不降解的；磷酸钙主要用作制备骨水泥。
●主要用于硬组织修复(人工骨、填充物等)，有机/无机杂化后也用作骨组织工程支
架材料；
●具有特别优良的生物相容性。
15.生物陶瓷
张兴栋、李玉宝、戴刚、戴红莲、李世谱、吕维加、杨柯、阮建明、刘宣勇、丁传贤、秦岭、常江
16.生物活性骨水泥
刘昌胜、戴红莲、李世谱、汤亭亭、崔福斋、李玉宝、
（戴刚和汤亭亭没有找到）
其他材料
17.生物材料与分子影像
庞代文、侯仰龙、帅心涛、艾华、高明远、杨柳、戴刚、李富友、顾宁、戴志飞、施剑林、史向阳、
18.纳米生物材料
李玉宝、张小农、翁杰、施剑林、刘昌胜、魏世成、计剑、蔡开勇、顾宁、憨勇、顾忠泽、高长有、戴志飞、吕维加、
19.生物衍生材料与植入器械
●生物衍生材料主要指脱细胞材料：比如天然猪骨经脱细胞处理后可用作骨组织工程
支架材料；
●最大的问题在于脱细胞过程中难以100％脱出免疫原或抗体，应而临床使用中有潜
在的风险，SFDA难以认可。
秦廷武、易定华、李旭东、金岩、戴刚、
（戴刚没有找到）
组织工程
●组织工程研究涉及三个方面：种子细胞、支架及组织构建技术；
●种子细胞：细胞生物学研究范畴；
●支架材料：可降解高分子聚合物；
●组织构建：临床应用研究范畴。
20.神经再生与修复
顾晓松、公衍道、全大萍、卢世壁、李世谱、
21.干细胞及其与组织相互作用
范红松、袁直、包崇云、常江、路庆华、顾晓松、高长有、蔡开勇、黄楠、顾晓松、应大君、王常勇、刘伟、曹谊林、
22.软组织工程与心血管修复
康裕建、李旭东、应大君、王常勇、秦廷武、公衍道、王身国、刘伟、曹谊林、孔德领、田
卫东、何斌、吴尧、樊瑜波、刘文广、卢世壁、杨柳、戴刚、
23.骨、软骨组织工程
卢世壁、李世谱、刘昌胜、樊渝江、樊瑜波、周长忍、杨柳、戴刚、张胜民、高长有、
24.皮肤组织工程与创面修复
吴军、刘伟、李孝红、魏世成、金岩
吴尧和戴刚没找到
口腔材料
25.牙科与颅颌面生物材料
吴大怡、崔福斋、蒋欣泉、魏世成、
26.牙周与口腔组织的再生与修复
田卫东、王松灵、蒋欣泉、金岩、邓旭亮、
蒋欣泉没找到
27.生物制造及其他
孙伟、张人佶、王成焘、、杨柳
孙伟. 戴刚没找到
生物传感器及微电子植入体28.微电子植入器
郑筱祥、王志功、
29.生物传感器与生物芯片
顾忠泽、张黎明、郑玉峰、
张黎明没找到
30.生物力学
樊瑜波、王远亮、熊党生、刘肖珩、陈槐卿、秦廷武、李良、蔡开勇、王贵学。