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液晶诱导的成肌细胞排列
摘要： 控制细胞排列的能力不仅是体外组织培养的基本要求，也是制造具有人体器官功能特性的生物混合材料的关键。然而，标准商用培养基质无法选择性调控细胞组织的形态结构，为此研究者开发了图案化基底或刺激响应基底等技术来诱导细胞定向排列。本研究提出利用液晶网络实现体外肌肉组织形态发生的新方法：采用具有平面均匀排列的平滑聚合物薄膜时，肌原细胞培养物呈现出一定程度的定向排列，且细胞排列优势方向与向列相指向矢一致。这种效应源于聚合物内部的分子排布——使用垂面排列或各向同性样品时均未观察到细胞定向现象。该发现首次证实了向列相聚合物支架可通过相互作用诱导细胞排列，为液晶聚合物作为活性物质调控组织生长开辟了新应用前景。
关键词： 液晶排列、液晶网络、细胞排列、生物材料、肌肉组织工程
更新于2025-11-21 11:01:37
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可见-近红外光谱成像技术在生物材料监测中的应用
摘要： 近红外（NIR）光谱因其通常具有较弱的吸收带，是生物材料无损评估的有力工具。木材和植物叶片等生物材料结构复杂，其化学成分分布和表面结构具有非均匀性。因此需要一种兼具高空间分辨率与宽样本区域信号采集能力的成像技术。高光谱图像或影像文件等三维图像数据包含丰富的光谱与空间信息。然而单个像素的可见-近红外（vis-NIR）光谱及时间曲线通常呈现强多重共线性，因而需要通过多元分析从三维图像数据中有效提取有价值信息。本文介绍了两个生物材料无损监测的图像分析实例。
关键词： 光谱学、多元分析、近红外、成像、生物材料、高光谱、无损评估、红外
更新于2025-09-23 15:23:52
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两种含银纳米颗粒热塑性聚合物的长期稳定性
摘要： 本研究的目的是探究通过挤出和注塑成型制备的聚合物复合材料的力学性能。实验采用四种稳定的热塑性聚合物作为复合材料基体（两种聚甲基丙烯酸甲酯和两种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），并以银纳米颗粒AgNPs作为改性相。通过单轴拉伸测试测定试样材料的力学性能，同时评估了粗糙度、接触角等表面特性。利用扫描电子显微镜和无损超声检测评估材料稳定性。所有测量均分时段进行，既测定初始参数，也测定在去离子水中孵育6个月和12个月后的参数。结果表明：制备工艺和改性剂用量均未对测试复合材料的力学性能产生不利影响；所添加的改性剂未显著改变表面特性；水中孵育后的研究证实了材料的稳定性。
关键词： 生物材料、银纳米粒子、生物稳定聚合物
更新于2025-09-23 15:22:29
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聚合物和聚电解质胶囊稳定的CdSe量子点合成
摘要： 基于量子点与聚合物的纳米复合材料形成，是将量子点（如其基础新颖性与生物医学前景等优势）与聚合物技术特性相结合的途径。本研究旨在水溶液中以聚合物（聚乙烯亚胺和壳聚糖）为介质合成硒化镉（CdSe）量子点，并将硒化镉/聚合物纳米颗粒包埋于聚电解质胶囊中。作者采用荧光光谱法、动态光散射及电泳光散射方法对聚合物稳定的硒化镉量子点进行表征，通过透射电子显微镜技术分析硒化镉/聚合物纳米颗粒形貌。将量子点嵌入聚合物基质可显著降低其毒性并延长荧光信号持续时间。研究采用壳聚糖稳定的硒化镉纳米颗粒合成了五层聚电解质胶囊。
关键词： 纳米粒子、聚合物、生物材料
更新于2025-09-23 15:21:01
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陶瓷-聚合物纳米金刚石杂化复合材料
摘要： 本文讨论了一类基于纳米金刚石填充亲水性聚合物基质的新型生物力学支架，该支架在组织工程中具有活性。所采用的新型生物材料具有特殊的力学和生物学特性，值得深入研究其在各种先进生物医学应用中的用途。这种新型混合材料是通过使用体积比为2%和5%的爆轰纳米金刚石与亲水性聚（羟乙基甲基丙烯酸酯）制备而成。该纳米复合材料的特定力学和生物学特性本质上是混合性的。本文介绍了该混合材料的分析程序及初步力学表征。这类混合材料在仿生、骨传导和骨诱导应用方面具有很高潜力，可作为活性生物力学骨用于增加成骨细胞并分化干细胞。同时，这些混合纳米复合材料具有显著提高的力学强度，克服了传统用于骨再生的水凝胶的力学缺陷，可作为金属小梁支架的骨诱导涂层。建议采用涂覆有活性且骨诱导的生物力学陶瓷-聚合物生物力学支架的微小梁金属结构，以重建骨骼应力和变形的宏观及微观分布。
关键词： 生物材料、仿生学、纳米复合材料
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于捕获和释放稀有细胞的免疫功能性光降解聚乙二醇水凝胶表面
摘要： 循环肿瘤细胞（CTCs）在癌症转移中起核心作用，是癌症预后和治疗指导的重要数据来源。因此，从全血中可靠地回收CTCs有望为癌症诊断和病情追踪提供一种侵入性更小、灵敏度更高的方法。然而，CTCs在全血中极其罕见，这使得其定量回收具有挑战性。目前已有多种能够分离这些稀有细胞的技术被引入并得到验证，但大多数技术存在CTCs纯度或活性较低的问题，而这两点对于开发临床可行的CTCs分离平台都至关重要。为解决这些局限，我们推出了一种图案化、免疫功能化、可光降解的聚乙二醇（PEG）水凝胶捕获表面，用于稀有细胞群体的分离和选择性释放。通过PDMS微模塑和光敏PEG水凝胶的光聚合，成功制备了平面和人字形捕获表面。与平面表面相比，专为通过对流将细胞输送到捕获表面而设计的人字形图案表面，在从缓冲液、白细胞层和全血中捕获目标细胞时表现出更高的捕获密度。独特之处在于，通过使用细胞相容剂量的长波长紫外光进行整体或靶向照射来降解水凝胶捕获表面，从而释放捕获的细胞以供收集?；厥盏南赴诓痘窈褪头藕笕员３只钚裕⑶蚁允境鲇胛创矶哉障赴嗨频纳ぢ?。采用可模塑的光降解PEG水凝胶作为CTCs捕获表面，提供了一个可微图案化、细胞相容的平台，具有通过选择性释放目标细胞来回收纯净、有活性的CTCs样本的独特能力。
关键词： 循环肿瘤细胞、生物材料、免疫捕获、微流控技术
更新于2025-09-23 15:21:01
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[施普林格聚合物与复合材料系列] 聚合物/POSS纳米复合材料与杂化材料（制备、性能、应用）|| 医用POSS杂化材料
摘要： 医学应用是材料科学领域最重要的议题之一，备受高度关注。过去几十年间，旨在提升医疗服务质量的新方法或新材料开发呈现出蓬勃发展的态势。纳米技术的应用为该领域开辟了新的发展空间。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为新一代纳米结构材料，同时具备纳米颗粒与分子的双重特性。这类材料具有改善热力学性能、增强机械强度以及提高溶解性等显著特点。POSS在医学领域有着广泛应用：它能显著提升生物材料的机械性能——这对组织工程至关重要；还可增强生物材料抗降解能力。当前牙科材料已将POSS作为关键组分。如本章所述，药物递送和生物成像等领域同样采用POSS技术。
关键词： POSS，牙科纳米复合材料，生物成像，生物材料，药物递送，组织工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过电沉积在镍钛合金氧化物模板上控制银纳米颗粒的聚集
摘要： 镍钛诺是一种用于硬组织替代的独特材料，因其具有超弹性、生物相容性和低弹性模量等特性。通过等离子体电解氧化对镍钛诺表面进行改性，旨在表面生成氧化膜以抑制镍离子释放。此外，采用基于乙酸银溶液的电沉积法，在镍钛诺氧化模板上构建多种银结构以增强抗菌性能。通过调控胶原浓度改变电解质，可影响银的形貌与聚集状态。在乙酸银溶液中，银的定向附着生长使其沿(111)晶面优先生长，从而形成银树枝晶。而在氧化模板上进行乙酸银-胶原溶液电沉积，则可获得均匀分散于模板上的球形银纳米结构。当胶原浓度增加时，聚集的银会形成分布不均匀的粗大球状结构。
关键词： 沉积、形状记忆合金（SMA）、生物材料、电化学
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用二氧化钛纳米颗粒提高纤维素衍生物纳米复合材料的效率
摘要： 将二氧化钛（TiO2）纳米颗粒掺入羟丙基甲基纤维素（HPMC）纳米复合薄膜中。通过扫描电子显微镜（SEM）研究了这些纳米复合材料的结构、机械性能和表面特性。与未添加纳米颗粒的薄膜相比，含TiO2纳米颗粒的纳米复合薄膜水溶性略有下降。TiO2纳米颗粒的掺入显著提升了薄膜的机械性能和阻隔性能。SEM图像显示，较低浓度的纳米颗粒在纳米复合基质中分散更均匀。圆盘扩散实验表明，含有较低浓度颗粒的纳米复合薄膜具有更强的杀菌效果。总体而言，纳米颗粒的掺入对材料结构特性产生积极影响，并增强了纳米复合材料的抗菌应用性能。
关键词： 生物材料、纳米结构、聚合物基复合材料、机械性能
更新于2025-09-23 19:18:03
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选择性激光熔化（SLM）加工的CoCr合金：激光能量密度对微观结构、表面形貌和硬度的影响
摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）技术制备了Co-28Cr-6Mo合金试样。通过调控多项工艺参数获得了宽范围的激光能量密度（LED）。研究重点考察了工艺与材料相关特性，包括表面形貌、激光扫描轨迹尺寸及缺陷形成机制，并评估了宏观硬度（HRC）与显微硬度（HV0.5）。明确了LED值与SLM制件密度、表面质量、微观组织特征及硬度之间的关联规律。最终目标是针对生物医用Co-28Cr-6Mo合金，确定能实现SLM制件整体质量最优化的激光能量密度窗口范围。
关键词： 增材制造（AM）、生物材料、选择性激光熔化（SLM）、激光束熔化（LBM）、Co28Cr6Mo、钴基合金
更新于2025-09-19 17:13:59