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镍钛合金心血管支架电解抛光工艺及生物兼容性研究

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镍钛合金心血管支架电解抛光工艺及生物兼容性研究

作者：黄朝霞山东理工大学

学位级别：硕士

随着经济的发展与社会的进步,在世界范围内,心血管疾病的发病率越来越高,介入治疗成为主要的治疗手段。血管支架的问世取代了经皮腔内动脉成形术,在介入型心脏病学中占据了主要地位,开辟了治疗心血管疾病的新天地。镍钛合金凭借其特有... 详细信息

随着经济的发展与社会的进步,在世界范围内,心血管疾病的发病率越来越高,介入治疗成为主要的治疗手段。血管支架的问世取代了经皮腔内动脉成形术,在介入型心脏病学中占据了主要地位,开辟了治疗心血管疾病的新天地。镍钛合金凭借其特有的形状记忆功能、良好的生物兼容性和超弹性以及低密度、抗腐蚀性等优势在众多金属材料中脱颖而出,成为制造心血管支架的首选材料。但镍钛合金所含的镍是有毒元素,会导致机体产生过敏反应,致使细胞产生畸变甚至发生癌变等不良现象。因此,为使镍钛合金心血管支架获得更好的表面性能及生物兼容性,需要对其进行表面改性。经研究表明,电解抛光工艺加工效率高,操作简单,可加工机械抛光难以加工的复杂型面的零件,并且抛光后材料表面形成的氧化膜能够增强耐蚀性,阻止镍元素由心血管支架渗入到人体。因此,本文通过电解抛光工艺对支架进行了表面改性,并对抛光前及抛光后支架的生物兼容性进行了研究。首先,我们采用自行设计的电解抛光装置对镍钛合金心血管支架进行电解抛光。试验过程中选用体积比为1:17的高氯酸-冰醋酸抛光液体系,以三乙醇胺、无水乙醇浓度分别为9 g/l、100 ml/l作添加剂,通过正交试验和单因素试验法得出最佳抛光工艺参数组合为:电流密度i=1.15A/cm、极间距离d=15 mm、抛光温度T=25℃、抛光时间t=90s。按上述顺序四个影响因素对表面粗糙度Ra值的影响程度依次减弱。试验结束后通过白光干涉仪检测支架的表面粗糙度,每个试样选取多个样点作为测试点以确保试验的准确性,其表面粗糙度Ra值最低为53.8nm。然后,对比分析了抛光前后心血管支架生物兼容性的变化,包括抗腐蚀性,亲疏水性,镍离子的释放性等。支架表面形貌用白光干涉仪和扫描电镜进行观察,抗腐蚀性是将支架置于Hank’s人工模拟体液中,通过静态失重法和电化学腐蚀试验法进行测定;亲疏水性是通过OCA15EC接触角测量仪观察去离子水在支架上形成的接触角大小来测定的;镍离子的释放性是采用场发射电感耦合等离子发射光谱仪测定支架浸泡液中镍离子的浓度,根据测定结果计算得出镍离子的释放含量及释放速率来评估的。最后,通过试验对比研究得出,在最佳抛光工艺参数下,电解抛光工艺有效降低了支架表面粗糙度Ra值,提高了镍钛合金心血管支架的抗腐蚀性和亲水性,并且大大降低了镍离子的释放量,使得支架血液相容性增强,有效改善了其生物兼容性。

关键词：镍钛合金心血管支架电解抛光表面粗糙度生物兼容性

筛选细胞小分子代谢物作为表面修饰调控纳米银生物兼容性和功能性的研究

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筛选细胞小分子代谢物作为表面修饰调控纳米银生物兼容性和功能性...

作者：孙安祺南开大学

学位级别：硕士

目前,纳米材料由于优越的理化性质得到广泛的应用和关注,伴随而来的是其对环境及人体健康的威胁。在超过2000件纳米商品中,有一半是被广泛应用于抗菌领域的纳米银,这使得其应用被限制。因此,很多提升纳米银生物兼容性的方法被提出,如对... 详细信息

目前,纳米材料由于优越的理化性质得到广泛的应用和关注,伴随而来的是其对环境及人体健康的威胁。在超过2000件纳米商品中,有一半是被广泛应用于抗菌领域的纳米银,这使得其应用被限制。因此,很多提升纳米银生物兼容性的方法被提出,如对其形状、尺寸和表面修饰的调节等。然而,由于材料的物理化学性质的改变,其生物兼容性的提升往往伴随着性能的降低。基于此,本研究提出从细胞中筛选小分子代谢物对纳米材料进行表面修饰,从而在不改变原有功能的前提下降低其生物毒性。首先,将人正常肝细胞(LO)暴露于纳米银,利用多种代谢组学分析手段(火山图包括样本t检验和差异倍数分析、偏最小二乘法判别分析及基因芯片显著性分析)分析细胞代谢物变化。将不同浓度的下调代谢物重新添加到细胞培养基后,结合细胞毒理学试验(包括细胞存活率、氧化应激程度和细胞凋亡)进一步筛选具有降低纳米银毒性作用的生物小分子。小分子代谢物作为表面修饰物对纳米银毒性和抗菌性的调控也被进一步探究。主要研究结果如下:(1)六种代谢物被筛选出来,分别是L型天冬氨酸、L型苹果酸、肌醇、D型山梨糖醇、柠檬酸和L型半胱氨酸。除L型半胱氨酸是上调代谢物外,其余五种均为下调代谢物。(2)细胞毒理学试验(包括细胞存活率、氧化应激程度和细胞凋亡)证明,D型山梨糖醇显著增高了细胞存活率、降低了活性氧自由基含量并减少了凋亡细胞含量,较其他四种下调代谢物具更为卓越的效果。(3)纳米银的稳定性在D型山梨糖醇存在时得到提高。具体来讲,对于相同质量的纳米银,D型山梨糖醇使其氧化程度降低且银离子释放量降低——D型山梨糖醇提升了细胞内的纳米态银和离子态银比例。D型山梨糖醇主要通过直接降低纳米银离子释放或促进银离子外排改良其纳米生物兼容性。(4)将D型山梨糖醇对纳米银进行表面修饰后,我们发现修饰后的纳米银不仅生物兼容性有所提高而且具有更强的抗菌性,对大肠埃希氏菌和金黄色酿脓葡萄球菌均有更持久的抗菌性。抗菌性持续到9 h以上而且在第12 h的抗菌性显著性高于未修饰的纳米银。本项工作提出了一种利用细胞小分子代谢物进行表面修饰进而促进纳米银生物兼容性和功能性的新方法,这种新思路也有望被应用于缓解其他纳米材料的生物毒性。

关键词：抗菌材料生物兼容性代谢组学纳米银

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氮化碳电化学发光传感及其生物兼容性研究

氮化碳电化学发光传感及其生物兼容性研究

作者：尚秋伟东南大学

学位级别：硕士

石墨相聚合物氮化碳（GPPCN）是一种新兴的有机半导体材料,近年来其电化学发光（ECL）性质在传感领域中的应用引起了人们的广泛关注,例如检测金属离子。然而,对于文献中报道的单信号传感器检测金属离子的方法,当干扰金属离子的浓度是目... 详细信息

石墨相聚合物氮化碳（GPPCN）是一种新兴的有机半导体材料,近年来其电化学发光（ECL）性质在传感领域中的应用引起了人们的广泛关注,例如检测金属离子。然而,对于文献中报道的单信号传感器检测金属离子的方法,当干扰金属离子的浓度是目标金属离子的数倍或更高时,几乎不能区分是哪种金属离子引起的信号改变,从而不能确定实际样品中到底含有哪种金属离子,更不能对其进行定量检测。因此,探索一种新颖的多信号检测方法来消除这种假阳性结果十分必要。此外,为了拓展GPPCN的应用,我们对GPPCN生物兼容性以及抗菌性进行了研究。本文基于石墨相聚合物氮化碳纳米片（GPPCN Nanosheets）在不同驱动电势下（阴极和阳极）的ECL性质构建了双信号传感器,用于镍离子的检测。该分析方法在很大程度上避免了假阳性结果的出现,进而提高了实验结果的准确性。同时,GPPCN生物兼容性以及抗菌性的研究为其在环境、生物传感器等方面的应用奠定了基础。具体研究工作如下：首先,以双氰胺为前聚体用高温聚合的方法合成体相的石墨相聚合物氮化碳（bulk GPPCN）,然后采用超声剥离水相bulk GPP( CN方法制得悬浊液,再离心得到在水中稳定分散的GPPCN Nanosheets。利用透射扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和X射线衍射等表征技术,证明了GPPCN Nanosheets的成功制备。然后,通过改变驱动电势,研究了GPPCN Nanosheets在阴极电位和阳极电位下的电化学发光机理,并发现其在阴、阳两极都具有高稳定和高强度的ECL信号。这为后续传感器的构建打下了良好的基础。其次,在不同的驱动电势下,不同的金属离子对GPPCN Nanosheets的ECL信号显示出不同的淬灭和增强信号,基于此本文构建了双信号传感器用于金属镍离子的检测,检测线性范围为10～120 nM,检测下限低至1.13 nM。并将其成功应用于实际市政自来水和湖水样品的检测中。最后,我们还研究了金属离子的加入对GPPCN Nanosheets ECL影响的机理,提出这种现象可能是由于金属离子的氧化还原电位与GPPCN Nanosheets的带隙之间存在着多样性的能级匹配或者在阳极电位下金属离子催化了GPPCN Nanosheets ECL的中间反应步骤。因此,在没有加标记物及掩蔽试剂的条件下,仅仅通过电位调控GPPCN Nanosheets不同的ECL反应构建双信号传感器的方法将是开发具有高选择性传感器的一种有潜力方式,这也为后来的传感研究开拓了一个新的思路。最后,采用MTT法（四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法）对聚合温度为550℃石墨相聚合物氮化碳（bulk-GPPCN-550℃）的生物兼容性进行研究,发现其对Hela细胞具有高的生物兼容性。然后,以枯草芽孢杆菌为模型菌种采用平板计数法发现bulk-GPPCN-550℃在光照条件下具有强的抗菌性,并且对其抗菌机理进行了探究。这项研究为GPPCN在环境和生物传感器等方面的应用奠定了良好的基础,GPPCN也有望成为一种新型的在可见光条件下具有抗菌性的材料。

关键词：石墨相聚合物氮化碳电化学发光双信号检测生物兼容性抗菌性

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《生物兼容性电极购置及应用》

分析化学 2007年第3期 354-355页

具备生物兼容性的电极可改善生物分子在电极界面的有序分布与活性的保持，是研究生物分子电荷传递行为的有效场所。该书引人了一些新的途径和材料购置高生物兼容性的电极界面不仅有助于人们深人认识生物分子的结构与功能之间的关系，而... 详细信息

具备生物兼容性的电极可改善生物分子在电极界面的有序分布与活性的保持，是研究生物分子电荷传递行为的有效场所。该书引人了一些新的途径和材料购置高生物兼容性的电极界面不仅有助于人们深人认识生物分子的结构与功能之间的关系，而且对于丰富化学修饰电极技术与理论、进一步开发仿生器件都具有重要意义。该书介绍了各类生物兼容性电极的制备新技术和应用实例，是作者近年来从事生物电化学领域研究工作的积累和总结。该书可供大专院校化学、生物等专业高年级本科生、研究生和科研人员参考阅读。

关键词：化学修饰电极生物兼容性应用购置生物分子传递行为分子电荷化学领域

来源：博看期刊评论

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《生物兼容性电极购置及应用》

分析化学 2007年第1期 54-54页

基于席夫碱配体的锰羰基配合物可见光诱导释放一氧化碳性能

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无机化学学报 2023年第4期39卷 680-688页

作者：王雪梅张俊蝶金晶李卓芹马明慧汪慧云姜秀娟刘小明嘉兴学院生物与化学工程学院嘉兴314001

利用五羰基溴化锰和2-吡啶甲醛以及卤代苯胺通过一步法合成得到了3个含席夫碱配体的锰羰基配合物[Mn(CO)3(py(CH=N)ph-X)Br],其中X=Cl (1)、Br (2)、I (3),并采用核磁、X射线单晶衍射、红外光谱、紫外可见光谱和荧光光谱对其进行了表征... 详细信息

利用五羰基溴化锰和2-吡啶甲醛以及卤代苯胺通过一步法合成得到了3个含席夫碱配体的锰羰基配合物[Mn(CO)3(py(CH=N)ph-X)Br],其中X=Cl (1)、Br (2)、I (3),并采用核磁、X射线单晶衍射、红外光谱、紫外可见光谱和荧光光谱对其进行了表征。这类配合物在非光照下稳定,在可见光(LED蓝光、绿光和红光)作用下分解释放CO,可以作为光诱导的一氧化碳释放剂(photoCORMs)。研究表明蓝光是促进配合物分解释放CO的最有效光源。此外,CO释放动力学分析显示配合物分解释放CO过程符合一级动力学模型。配合物3的释放研究表明脱氧肌红蛋白能够捕捉所释放的CO。尽管这些配合物本身的细胞毒性(IC50)达到微摩尔级,但光照下的细胞兼容性有显著改善,上升为接近100微摩尔级。这些配合物具有荧光性质,在450 nm激发波长下在500~700 nm范围内发射一定强度的荧光,可以作为荧光标记物用以监测细胞或生物体内释放剂分布及CO释放情况。

关键词：一氧化碳释放剂锰羰基配合物光诱导席夫碱配体生物兼容性

锰催化有机硼酸对α,β-不饱和酰胺的氢化芳/烯基化反应

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有机化学 2020年第8期40卷 2585-2587页

作者：刘婷王从洋中国科学院化学研究所北京100190

锰作为地壳中含量第三丰富的过渡金属,具有价格便宜,毒性较低、生物兼容性较好等优点[1].锰广泛存在于各种生物酶中,在有机合成中也有着重要的发展前景.最近几年,锰(I)催化反应研究获得了越来越多的关注,在惰性C(sp^2)-H键活化[2]、极... 详细信息

锰作为地壳中含量第三丰富的过渡金属,具有价格便宜,毒性较低、生物兼容性较好等优点[1].锰广泛存在于各种生物酶中,在有机合成中也有着重要的发展前景.最近几年,锰(I)催化反应研究获得了越来越多的关注,在惰性C(sp^2)-H键活化[2]、极性不饱和键氢化[3]、醇脱氢偶联[4]以及不饱和键硅氢化[5]等方面取得较大进展,成为过渡金属催化领域的新兴研究方向之一.

关键词：过渡金属不饱和键有机合成硅氢化生物兼容性烯基化有机硼酸生物酶

磁共振评价聚氨酯类涂层电极植入脑组织后的生物兼容性

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现代实用医学 2012年第9期24卷 1033-1034页

作者：杜玉涛李成晏段晏文李涛宁波市海曙区鼓楼街道卫生服务中心宁波315010 武汉大学

目的利用磁共振(MRI)评价聚氨酯类涂层电极与脑组织的生物兼容性。方法 5只Wistar大鼠右大脑半球植入PU-PVA涂层电极,左大脑半球植入硅胶电极,植入后1、2、3、4周,分别进行磁共振检查,比较两种电极周围组织的形态学变化和T2值,并与正常... 详细信息

目的利用磁共振(MRI)评价聚氨酯类涂层电极与脑组织的生物兼容性。方法 5只Wistar大鼠右大脑半球植入PU-PVA涂层电极,左大脑半球植入硅胶电极,植入后1、2、3、4周,分别进行磁共振检查,比较两种电极周围组织的形态学变化和T2值,并与正常脑组织T2值比较。结果在相同测量时间点,MRI未见到两组电极明显的形态学差异,两组电极周围脑组织的T2值也无明显差异;电极植入后前三周,两组电极周围脑组织的T2值都显著高于正常脑组织,但到第四周与正常脑组织的T2值无明显差异;所有植入电极周围脑组织T2值在植入后第二周明显高于其它时间点。结论 MRI没有发现电极周围有明显的炎症反应,提示硅胶和PU-PVA涂层硅胶电极的生物兼容性均较好,但植入三周内的T2值明显高于正常脑组织。

关键词：生物兼容性磁共振 T2值聚氨酯类炎症

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锰催化苄位C—H键高对映选择性叠氮化反应

有机化学 2022年第11期42卷 3901-3902页

作者：伊力塔拜尔·居来提谢劲南京大学化学化工学院南京210023

锰作为地壳中含量第三丰富的过渡金属,价格便宜,毒性较低,生物兼容性较好.锰元素也广泛存在于多种生物酶中,在有机合成中有着重要的发展前景[1].最近十年,锰催化的均相反应研究获得了越来越多的关注,尤其在惰性C(sp2)—H键活化、极性不... 详细信息

锰作为地壳中含量第三丰富的过渡金属,价格便宜,毒性较低,生物兼容性较好.锰元素也广泛存在于多种生物酶中,在有机合成中有着重要的发展前景[1].最近十年,锰催化的均相反应研究获得了越来越多的关注,尤其在惰性C(sp2)—H键活化、极性不饱和键氢化、醇脱氢偶联以及不饱和键硅氢化等方面取得较大进展,成为过渡金属催化领域的新兴研究方向之一.

关键词：过渡金属不饱和键有机合成对映选择性硅氢化生物兼容性均相反应锰元素