科技成果

阅读数: 1966

成果名称: 生物材料表界面功能化的应用基础研究

成果登记号: 9612015J0046

第一完成单位: 陕西师范大学

成果类型: 基础理论

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

   本项目属于化学学科领域中物理化学的应用基础研究,是胶体与表界面化学、有机高分子科学、无机合成化学及生物医学工程学等多学科的交叉学科。   生物材料表/界面在生物和医学中起着至关重要的作用,因为绝大部分生物反应,诸如蛋白吸附、细胞粘附、迁移及生长等,都发生于植入材料的表/界面,研究材料表面,进行表面功能化既是未来生物材料研究的前沿,也是临床植入体(物)实际应用的迫切需求。   在国家自然科学基金面上项目、教育部留学回国人员科研启动基金项目、陕西省科技攻关项目、陕西省自然科学基金项目及陕西高校高层次留学回陕人才科研资助项目等资助下,项目组系统地研究了生物材料表/界面功能改性及其相关机理与应用,取得了一系列重要研究成果:利用气相等离子体、等离子体引发紫外光接枝技术,对聚乙烯等进行了表面肝素化及十八烷基的化学键合固定化,有效改善了医用高分子材料的抗凝血性能;采用射频辉光等离子体和高频介质阻挡放电等离子体技术,对PMMA人工晶状体进行表面多分子层功能化,显著改善了材料表面的亲水性和生物相容性,改性材料在可见光区的透光率保持不变,对紫外光的隔离效率显著提高;将液相阴极等离子体、阳极氧化、磁控溅射等技术与生物活性分子固定化相结合,在钛合金材料表面成功构筑了仿生微环境界面,在改善材料亲水性、耐磨性、耐腐蚀性等基础上,赋予其组织/细胞响应性;采用液相阴极等离子体技术制备了几种耐腐蚀陶瓷涂层,突破了该技术只能用于钛合金、不锈钢表面硬质涂层制备的技术瓶颈;采用阳极微弧氧化与层层自组装相结合,在镁合金表面构筑了电解质多分子层膜,利用弱聚电解质对pH的缓冲作用,实现膜层腐蚀的自修复,促进了医用镁合金材料在组织修复重建中的应用研究;利用热分解技术、微乳液技术、溶剂热法、单晶硅模板法制备了多种稀土纳米材料和纳米银,考察了载银材料的抗变色性能和抗菌性能,获得了形貌、尺度可控纳米材料的制备方法和表面装载技术。这些研究工作的开展对于研究界面与生物体系相互作用的规律,探索新型人体组织自适应表面改性技术,提高植入材料长期稳定性都具有重要的科学意义和临床应用价值。   该项目研究成果先后在《ActaBiomaterialia》、《ColloidsandSurfacesB》、《SurfaceandCoatingsTechnology》、《JournalofAlloysandCompounds》、《MaterialsLetters》、《MaterialsChemistryandPhysics》、《AppliedSurfaceScience》、《PlasmaChemistryandPlasmaProcessing》等国内外期刊上发表研究论文63篇,其中SCI源期刊论文42篇,SCI一区论文2篇,SCI二区论文15篇,论文被SCI源刊引用300多次,其中他引210次,授权中国发明专利4项。项目成果公开发表后,受到了国内外学术界的较高关注和企业界的关注。发表的论文被《ChemicalReviews》、《ChemicalSocietyReviews》、《ProgressinPolymerScience》、《ProgressinMaterialsScience》、《MaterialsScience&EngineeringR》、《TrendsinBiotechnology》、《ChemicalScience》、《AdvancesinColloidandInterfaceScience》、《Biomaterials》、《CurrentOpinioninColloid&InterfaceScience》等化学、材料和生物类期刊论文引用。多位国际著名科学家,如美国工程院院士DonaldR.Paul教授、中国科学院院士江雷教授、美国SunghoJin教授、瑞典MartinMalmsten教授、韩国T.S.N.SankaraNarayanan教授等人对我们的工作进行了大量引用和正面报道。同时部分研究成果被相关企业关注,进行了联合研发,充分说明了本项目研究工作的影响度。   本项目也为物理化学及相关领域培养了人才,研究过程中培养博士、硕士研究生共15名。