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主题:生物医学材料 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2023-12-27

生物医学材料论文范文

生物医学材料论文

目录

  1. 第一篇生物医学材料论文范文参考:NiTi生物医学材料表面改性电子结构研究
  2. 第二篇生物医学材料论文样文:几种无机纳米材料的合成及其在生物医学领域的应用
  3. 第三篇生物医学材料论文范文模板:巴氏毕赤酵母基因工程菌高密度发酵表达重组人源胶原蛋白
  4. 第四篇生物医学材料论文范例:功能聚合物界面构建及其在生命分析中的应用
  5. 第五篇生物医学材料论文范文格式:基于碳纳米管的生物材料制备与表征及生物医学应用研究

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第一篇生物医学材料论文范文参考:NiTi生物医学材料表面改性电子结构研究

生物医学材料的生物相容性与其表面状态密切相关,因而对医用材料进行表面改性是提高其生物相容性的有效途径.本文首先对生物医学材料的研究发展状况进行了概述,重点探讨了NiTi形状记忆合金在医学中的应用以及其生物相容性的问题.在大量的实验研究基础上,采用表面氧化和离子注入的方法对NiTi形状记忆合金进行了表面改性研究.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对表面结构进行了分析;通过测试在模拟体液中样品的阳极极化曲线和用原子吸收法测定镍离子的释放速率对其耐腐蚀性进行了研究.在实验的基础上,进一步采用密度泛函理论的离散变分Xα方法,进行理论上的计算工作,对理论与实验的一致性进行了初步的评价.

采用密度泛函理论的离散变分Xα方法,对NiTi形状记忆合金表面镍与钛的竞争吸附机制进行了理论研究,确定了钛优先氧化的模式,与NiO、TiO和TiO_2的标准自由能数据相一致,并验证了其他研究者的实验结果.进一步对钛与氧之间相互作用本质的研究表明,O 2p轨道和Ti 4s轨道以及O 2p轨道和Ti 3d 4s 4p杂化轨道间的相互作用是NiTi合金表面氧分子吸附的驱动力,在此过程中,NiTi合金的体相结构没有发生变化,从而保证了其一系列力学性能和形状记忆特性在表面氧化后不发生明显的变化,使表面改性的工作可以安全、可靠的完成而不影响其植入人体后发挥正常的生理功能.

采用热氧化的方法,在机械抛光的NiTi基体表面生成一均匀的氧化层,并进一步进行氮离子的注入.表面成分分析表明,氧化和离子注入后,表面形成钛氧化物,使合金的耐腐蚀性得到明显的改善.离子注入后,由于注入过程改变了合金表面的电荷分布,使表面富含结构羟基(OH),合金的抗点腐蚀能力比仅仅进行氧化处理的样品明显提高.

在实验结果的基础上,选择一定的、合理的原子簇模型,分别进行碳或氮离子掺杂于TiO_2金红石结构中的理论计算.表面电荷分布、键级和态密度的计算结果一致说明,当碳或氮离子掺杂于TiO_2金红石结构中时,由于钛与碳和氮之间发生相互作用,引起金红石表面电子结构的变化,费米能级降低,表面功函数增大,使电子的离去更加困难,从而使其抗腐蚀能力增强,同时,表面负电荷增加,抑制了Cl~-离子在氧化物表面的吸附,抗点腐蚀的能力也得到了提高,从理论上对实验事实进行了解释.

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采用原子吸收光谱,对经机械抛光处理和表面氧化处理的NiTi合金分别测试其镍离子的释放速率,结果表明,经表面氧化后,镍离子的释放速率大约比机械抛光的样品降低了一个数量级.这进一步说明表面氧化使NiTi合金的抗腐蚀能力得到增强,毒性离子的释放量减少.

选取金红石和锐钛矿两种常见的TiO_2晶体结构,针对一定的原子簇模型,分别进行镍扩散的可能性的理论研究工作.镍与氧之间的键级、表面电荷分布、费米能级、态密度和能量的计算结果显示,当合金表面生成TiO_2金红石结构时,镍的释放将比表面生成锐钛矿结构受到更强的阻碍,为今后NiTi合金表面氧化膜的制备提供了理论上的指导.

第二篇生物医学材料论文样文:几种无机纳米材料的合成及其在生物医学领域的应用

在对纳米生物材料以及生物医学领域进行深入的文献调研的基础上,以各种生物相容性和生物可降解性的纳米材料为研究对象,设计合成了几种复合型多功能的纳米体系,并对其相应的基因治疗、药物治疗、光热治疗、荧光成像和磁共振成像效果进行体外、细胞和动物等水平研究.取得了主要研究结果如下:

1.设计并合成了一种全新的多阶段治疗体系.基于生物相容性和生物可降解性的介晶多孔碳酸钙,以超顺磁性的碳酸钙-四氧化三铁作为第一阶段载体,以治疗性的金-基因复合物纳米颗粒作为第二阶段载体,并选用荧光抗癌药物阿霉素复合进入碳酸钙-四氧化三铁颗粒,同时进行药物治疗和基因治疗.对这种新型的多阶段治疗体系进行各种理化表征,并在细胞和动物水平上研究体系与生物体系的相互作用、对治疗性分子的释放动力学和治疗治效果.

2.以100纳米的非晶介孔碳酸钙颗粒作为模板,设计合成各种核壳结构的纳米颗粒.选用小于5纳米的四氧化三铁-二氧化硅纳米颗粒、金纳米颗粒和硫化镉纳米颗粒作为内核,得到了分别以四氧化三铁、金和空心内核结构,介孔二氧化硅为外壳结构的纳米颗粒.对以上三种纳米颗粒分别进行结构和理化性质表征,探讨了一种全新的合成机理和合成方法.并对这些功能性的纳米颗粒分别进行磁共振造影、光热转化等方面的研究,以探索其在生物医学方面的应用潜力.

3.以非晶介孔碳酸钙为模板,通过在合成前预载药物,得到阿霉素-介孔二氧化硅的核壳结构的纳米颗粒.为充分利用空心材料内部的空间,并增强载体对药物的保护作用,通过独特的合成方法,在合成得到空心介孔二氧化硅纳米颗粒之前,以预载药物的方法,直接合成得到了介孔二氧化硅纳米治疗体系.对这种纳米治疗体系进行结构和理化性质的表征,研究了一种全新的预载药物的合成方法.并在细胞水平上研究这种治疗体系与生物体系之间的相互作用、药物释放动力学和治疗效果等,并探讨了这种独特的合成方法的优越性.

第三篇生物医学材料论文范文模板:巴氏毕赤酵母基因工程菌高密度发酵表达重组人源胶原蛋白

胶原蛋白具有良好的生物相容性、低免疫原性和可生物降解性等优良特性,因而在生物医药、组织工程、食品、化妆品等领域有着广泛的应用.目前市售的胶原蛋白产品主要是采用酸碱水解法或酶解法从动物皮、骨等组织中提取.由于这些方法制取的产品存在的固有缺陷使其在作为医药、生物医学材料或药物载体等方面的应用受到很大限制.本文利用现代生物技术,通过基因工程菌表达和制备重组人源胶原蛋白,主要研究内容如下:

1.利用本实验室构建的巴氏毕赤酵母基因工程菌表达重组人源胶原蛋白,采用超声波法低温间歇处理破碎细胞,通过SDS-PAGE检测确定重组人源胶原蛋白的表达形式.


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2.采用响应面法(response surface methodology, R*)优化巴氏毕赤酵母摇瓶发酵条件.

3.基于甲醇营养型毕赤酵母在发酵罐中表达外源蛋白的特点,利用响应面法优化的发酵条件,在3.7L自控发酵罐和12.5L自控发酵罐上进行高密度发酵工艺优化.对优化工艺条件下的高密度发酵进行动力学分析,建立了甲醇诱导表达阶段的菌体生长模型、产物形成模型和基质消耗模型.

4.采用硫酸铵盐析法、Q-Sepharose Fast Flow阴离子交换树脂柱层析()() SephadexG100凝胶过滤层析组合方法、一步Sephadex G100凝胶过滤层析三种方案对表达产物进行分离纯化.

5.利用氨基酸分析仪、MALDI-TOF-MS,紫外光谱、红外光谱、圆二色谱以及扫描电镜等仪器对纯化后的表达产物重组人源胶原蛋白进行结构表征,并对其进行水溶性、成膜性能、黏度以及生物活性检测以考察其作为生物医学材料等方面应用的潜质.

6.利用模拟空间环境,在高磁场和微重力条件下,探讨巴氏毕赤酵母基因工程菌表达重组人源胶原蛋白的生物学效应.

7.利用表达产物重组人源胶原蛋白与壳聚糖复合制备生物医学纳米材料,通过红外光谱、扫描电镜和透射电镜等仪器对其分析表征.

本文利用巴氏毕赤酵母基因工程菌优化表达重组人源胶原蛋白,其表达量达19.49g/L,处于目前国内外领先水平;获得了针对重组人源胶原蛋白最佳纯化方法,其中一步Sephadex G100凝胶过滤层析方案工艺简单,处理量大,是一种较为理想的重组人源胶原蛋白二聚体分离纯化的方法;探索了巴氏毕赤酵母基因工程菌表达重组人源胶原蛋白在模拟空间环境下的生物学效应;研究了利用表达产物制备生物医学纳米材料的方法.

第四篇生物医学材料论文范例:功能聚合物界面构建及其在生命分析中的应用

作为一多学科交叉的研究方向,功能聚合物界面的构建及其生物学应用越来越受到人们的关注,并已成为目前生命分析领域的研究热点,其主要原因是聚合物的性质可以通过不同的化学反应进行人为的调节和控制,从而构建适宜于不同研究对象和目的功能界面.目前,已经有许多聚合物界面被用于不同的生物学应用.然而,由于目前所用材料固有的一些缺点(如表面惰性而无*能化,对生物样品的非特异性吸附等)严重制约了这些聚合物界面在生命分析中的进一步应用.研究发现新型聚合物材料的合成及其功能界面的构建是解决该问题的关键.鉴于此,本研究的主要内容是设计、合成具有一定生物功能的聚合物,并以其为基底,根据不同的研究目的构建其生物学界面,同时对所构建界面在生命分析中的应用进行探索.通过上述研究工作,取得了以下重要结论:

1.通过点击化学和自由基聚合反应合成了一类新型的乙酰胆碱类仿生聚合物.合成的聚合物包括生物活性单元(乙酰胆碱类似物单元)和生物惰性单元(聚乙二醇单元).为了进一步探索生物活性单元和生物惰性单元对神经元生长的影响,通过改变这两种单体的比例,合成5种不同的聚合物,并通过氢核磁共振谱(1H nuclear magnetic resonance,1H NMR)、傅里叶红外谱(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR)、凝胶渗透色谱(Gel permeation chromatography, GPC)和差示扫描量热仪(Differential scanningcalorimetry, DSC)测定了其物理性质.通过在这些聚合物所构建的膜界面上培养鼠海马神经元研究发现:调节聚合单体的比例会明显影响神经元的生长;鼠神经元在不同的聚合物表面显示出了不同的生长形态;在生物惰性单元与生物活性单元比例为1:60时,制备的聚合物膜表面可诱导神经元的再生,其能力类似于聚赖氨酸(poly-L-lysine, PLL)(一种培养神经细胞的常用基底材料).这些乙酰胆碱类仿生聚合物可作为仿生材料在神经工程中具有一定的应用前景,特别是在调节海马神经元生长方面的应用.

2.通过水相氧化反应和*丙烯酸二甲氨乙酯(Dimethylaminoethyl methacrylate,DMAEMA)为单体的表面自由基聚合(Surface-initiated atom transfer radical polymeri-zation, SI-ATRP)反应,成功制备了一种季铵化聚*丙烯酸二甲氨乙酯[Quaternizedpoly(dimethylaminoethyl methacrylate), QPDMAEMA]嫁接的聚二*硅氧烷[Poly(dimethylsiloxane),PDMS]表面.其步骤如下:首先在H2SO4/H2O2溶液中,将PDMS表面的Si-CH3转换为Si-OH.然后,通过硅烷化反应将引发剂固定在其表面,并通过原子转移自由基聚合将聚*丙烯酸二甲氨乙酯(PDMAEMA)接枝到PDMS表面.最后通过溴乙烷与PDMAEMA上的亚胺结合形成季铵化的PDMAEMA刷修饰的PDMS表面.采用全反射红外光谱(Attenuated total reflection FT-IR,ATR-FT-IR)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、接触角测定等手段,对所制备的季铵化PDMAEMA修饰PDMS界面进行了表征与分析.研究结果显示,与没有修饰的PDMS表面以及PDMAEMA修饰的PDMS表面相比,季铵化的PDMAEMA修饰PDMS表面具有很好的湿润性、稳定性,同时具有显著的抗蛋白吸附、抗细菌粘附和细胞粘附的能力.

3.通过单甲氧基聚乙二醇引发的乳酸开环聚合及随后点击化学嫁接含叠氮基的聚*丙烯酸磺基甜菜碱的反应,合成了一类新型的抗生物粘附的聚酯,即:聚乙二醇-聚乳酸-聚磺基甜菜碱[monomethoxy-poly(ethylene glycol)-b-poly(L-lactide)-b-poly(sulfobetaine methacrylate), MPEG-PLA-PSBMA].聚合物的化学结构采用氢核磁共振谱(1H NMR)和傅里叶红外谱(FT-IR)进行了表征,其物理性质(如分子量、玻璃化温度和熔点)通过凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热仪(DSC)进行了测定.为了探索此类聚合物的亲水性及其抗生物粘附性能,采用物理涂层的方法制备了系列此类聚合物的膜表面,并通过接触角的测定研究了其亲水性和稳定性,通过不同蛋白的吸附、不同细胞和细菌的培养研究了其抗生物粘附能力.结果显示制备的*的聚酯具有很好的可湿性和稳定性,以及优良的抗生物粘附能力.

4.由于其无毒、无过敏和良好的生物相容性,脂肪族聚酯在功能生物材料中应用与研究引起了广泛的关注.但是由于脂肪族聚酯的疏水性和侧链功能基团的缺乏严重限制了其在生物医学领域的应用.为此,该研究也通过带末端炔基内酯的开环聚合及随后的点击化学嫁接合成了四种新型的具有不同功能基团的脂肪族聚酯:聚*丙烯酸磺基甜菜碱(polySBMA-)、聚*丙烯酸乙基磷酸胆碱[poly(2-methacryloyloxylethylphosphorylcholine), polyMPC-]、聚乙二醇[poly(ethylene glycol), PEG-]和季铵化的聚*丙烯酸二甲氨乙酯(QPDMAEMA-)嫁接的聚丙炔已交酯-聚已内酯[poly(propargylglycolide)-co-poly(ε-caprolactone), PPGL-co-PCL].聚合物的化学结构通过氢核磁共振谱(1H NMR)和傅里叶红外谱(FT-IR)进行了表征,其物理性质(如分子量、玻璃化温度和熔点)通过凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热仪(DSC)进行了测定.为了探索这些聚合物的亲水性和抗生物粘附的性能,采用物理涂层的方法制备了系列这些聚合物膜表面,并对其亲水性、稳定性及抗蛋白、细胞及细菌粘附的能力进行了评价.结果显示,所制备的功能化脂肪族聚酯具有很好的亲水性、稳定性及抗蛋白、细胞粘附的性能,同时也具有抑制细菌粘附和生长的能力.

综上所述,该研究成功合成了系列具有不同生物功能的聚合物,构建了系列聚合物表面,并初步探索了其在生命分析中的应用.该研究对于不同生物功能材料制备的方法与技术、不同生物功能材料的性质及其生物学应用进行了系统深入的研究.同时,对这些聚合物在生物医学领域的进一步应用进行了分析与讨论.

第五篇生物医学材料论文范文格式:基于碳纳米管的生物材料制备与表征及生物医学应用研究

近年来,碳纳米管所具有的独特结构、化学组成和物理性能吸引了众多领域的研究兴趣,其中以生物医学应用为目标的探索性研究正在迅速形成一个新的方向.本论文通过碳纳米管的纯化和修饰,得到了水中稳定分散的碳纳米管溶液,在此基础上的研究了碳纳米管在抗肿瘤免疫治疗、抗凝血高分子复合材料等方面的应用.

碳纳米管在水溶液中的稳定分散和与蛋白质分子的作用是实现其生物医学应用的重要研究内容之一.本文采用混合强酸结合超声处理的方法对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面氧化处理,得到了可以在无表面活性剂条件下稳定分散的MWNTs水溶液.对该水溶液进行高速和超高速离心,通过扫描电镜、紫外/可见/近红外分光光度仪、激光动态光散射和X-射线光电子能谱分析等方法分别对留在水中和沉淀出来的MWNTs进行表征分析.实验结果说明,经过氧化处理的MWNTs表面引入了包括羧基在内的含氧基团,长度由初始的50μm变为500—800nm左右.当尺寸减小到一定程度后,影响MWNTs在水中稳定分散的关键因素是其表面的氧化程度.MWNTs水溶液在253nm处有与MWNTs浓度相关的特征吸收峰,由此建立了测定水溶液中MWNTs浓度的光谱分析方法.

在MWNTs在水中稳定分散的基础上,通过SDS—电泳和荧光光谱分析方法研究了分散在水中的MWNTs对单一白蛋白、单一纤维蛋白原、以及两种混合蛋白的吸附作用,探讨了EDC偶联剂对白蛋白在MWNTs表面吸附的影响以及PEG修饰抑制纤维蛋白原在MWNTs上吸附的可能性.实验结果显示,MWNTs对两种单一蛋白都有吸附,对纤维蛋白原有的吸附更加强烈.在双蛋白混合溶液中,MWNTs对纤维蛋白原分子具有强烈的倾向性吸附作用.经PEG分子修饰后,MWNTs对纤维蛋白原的吸附程度有所降低.

肿瘤免疫治疗在肿瘤治疗中具有重要的地位.在研究碳纳米管与血浆蛋白分子相互作用的基础上,我们将肿瘤细胞裂解蛋白(H22P)连接到MWNTs,形成MWNT-H22P复合物.小鼠皮*射MWNT-H22P后,通过荷瘤小鼠的生存率、淋巴细胞杀伤实验和体内抑瘤实验对MWNT应用于肿瘤治疗的可能性进行了研究.实验结果表明,经过MWNT-H22P注射后,小鼠的肿瘤治愈率明显提高,该组淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤数目明显高于其他各组.病理切片显示经过MWNT-H22P免疫注射后,有大量的淋巴细胞浸润到肿瘤组织中,肿瘤体积明显减少.特异性淋巴细胞杀伤实验及体内抑瘤实验表明,经过MWNT-H22P注射后,小鼠体内产生仅针对于H22细胞的特异性免疫杀伤,对其他肿瘤细胞如EMT细胞没有特异性的识别和杀伤作用.实验结果提示我们,经过MWNT-H22P注射后,小鼠通过针对于H22细胞特异性的免疫响应来实现肿瘤治疗的目的.

在碳纳米管表面修饰与分散的基础上,我们利用溶液共沉淀法制备了MWNT-PU复合材料.利用表面元素分析、扫描示差量热分析等方法对MWNT-PU的表面性质、热力学行为和力学性质进行表征.并通过血小板粘附、血小板活化和局部皮下组织植入实验研究了复合材料的血液相容性和组织相容性.实验结果表明,在聚氨酯基体中引入MWNTs,可以在一定程度上改变聚氮酯的微观相分离结构,增加材料表面的单质碳含量.复合材料保持了原有聚氨酯的优异力学性能,使材料更易于加工成型.生物相容性实验表明,MWNT-PU复合材料有抗凝血性能,具有良好的血液相容性;同时,MWNT-PU也具有良好的组织相容性.实验结果提示MWNT-PU良好的力学性能和生物相容性使其在血液接触性环境的人工器官、组织替代物、以及可植入器件等方面具有潜在应用价值.

单壁碳纳米管(SWNT)无纺膜由大量单壁碳纳米管无规缠结构成,膜厚约0.1μm,面积可达几十个平方厘米.在SWNT无纺膜可以批量制备的基础上,以血液接触环境下的应用为目标,研究了单壁碳纳米管无纺膜的抗凝血性能.通过扫描电镜观察,酶联免疫法和近边X射线精细结构吸收谱分析,研究了与凝血过程密切相关的纤维蛋白原、白蛋白以及新鲜血浆在SWNT无纺膜表面的吸附行为,并利用扫描电镜和荧光标记流式细胞分析技术,从血小板活化形态和血小板膜糖蛋白的构型变化两个方面分析了SWNT无纺膜对血小板的作用.实验结果显示,SWNT无纺膜对血液中的纤维蛋白分子原具有明显的倾向性吸附,但是并没有像已有的大部分生物材料一样引起明显的后续血小板粘附和活化,材料与血浆接触后,表面上没有观察到可辨识的血小板粘附与活化,富血小板血浆(PRP)中活化血小板在5%左右,表明该材料具有独特的抑制血小板粘附、活化和聚集的抗凝血性能.

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生物医学材料引用文献:

[1] 生物医学材料方向论文题目 生物医学材料毕业论文题目怎样定
[2] 优秀生物医学材料论文参考文献 生物医学材料期刊参考文献哪里找
[3] 生物医学材料论文提纲模板 生物医学材料论文提纲如何写
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