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[专利] 发明专利 CN201510769660.0
暨南大学 2016-03-09
摘要:本发明公开一种磷酸二胆碱化壳聚糖盐及其应用,属于抗菌高分子材料技术领域。本发明的磷酸二胆碱化壳聚糖盐在生理环境条件下具有显著的广谱抗菌效果,包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,且对正常细胞无毒,不产生溶血,在医疗及健康护理领域有重要的应用价值;可应用于制备抗菌药物或抗菌材料。
[专利] 发明专利 CN201510769678.0
暨南大学 2016-01-20
摘要:本发明公开一种表面兼有抗菌性和生物相容性的聚酯材料及制备与应用。该方法包括如下步骤:利用胺解或等离子体技术实现聚酯材料表面的胺基化,得到表面胺基化的聚酯材料;将得到的表面胺基化的聚酯材料与二醛反应实现聚酯材料表面的醛基化,得到表面醛基化的聚酯材料;将得到的表面醛基化的聚酯材料与磷酸二胆碱化壳聚糖盐反应实现聚酯材料表面的磷酸二胆碱化壳聚糖盐固定化,水洗,得到表面兼有抗菌性和生物相容性的聚酯材料。本发明采用的磷酸二胆碱化壳聚糖盐在生理环境下具良好细胞相容性、血液相容性和广谱抗菌性,在聚酯材料表面固定的技术条件温和,易操作,可获得表面兼有良好抗菌性和生物相容性的聚酯材料,适用于植入和介入性医疗器械。
[硕士论文] 曹兆羽
材料学 暨南大学 2016(学位年度)
摘要:本研究从仿生学角度出发,首先对壳聚糖进行磷化学改性,制备一种兼有优良抗菌性和生物相容性的新型仿生高分子材料:磷酸二胆碱(PdC)化壳聚糖仿生衍生物(PdCCs);进而通过表面固定PdCCs,发展一种集成抗菌性和生物相容性的仿生表面改性方法。
  PdCCs的合成基于Atherton-Todd反应,利用二氯化胆碱膦酸酯与壳聚糖衍生物Cs-Tr的氨基反应偶联带双正电荷的PdC(细胞膜结构中两性磷酸胆碱的类似物),得到PdCCs。通过控制投料比,可调控其取代度。1H和31P NMR结果表明PdC基团以磷酰键方式与壳聚糖偶联,当Cs-Tr与二氯化胆碱膦酸酯的投料比为1:3和1:5时,由1H NMR谱确定取代度分别为32%和42%,且与电位滴定和元素分析的结果相一致。同时,采用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)与壳聚糖反应制备单正电荷的季铵化壳聚糖HTCC(1H NMR谱测得取代度为64%)作为对照。GPC结果表明:HTCC和PdCCs具有近似的聚合度(DP)。DSC结果表明:在含水量(0.5~2.5)范围内,与HTCC相比,PdCCs体系表现出明显的冷结晶峰现象,表明存在与生物相容性相关的冷冻结合水,且冷冻结合水含量与PdC基团取代度有关,可以预见PdCCs具有优于HTCC的生物相容性。
  分别以革兰氏阴性大肠杆菌(E.coli)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(S.aureus)为细菌模型,测定HTCC和PdCCs的最低抑菌浓度(MIC)和对细菌生长曲线的影响,及细菌内容物释放,表明其均具有优良的广谱抗菌性。细胞毒性实验表明,PdCCs对NIH/3T3的IC50值均大于2mg/mL,而HTCC64的IC50值约为0.5mg/mL;血液相容性实验表明,在浓度5mg/mL内,PdCCs和HTCC的溶血率均低于2%,但PdCCs不会像HTCC那样使红细胞发生形变和缩短凝血时间;与BSA相互作用结果表明,与HTCC相比,PdCCs可以有效抑制BSA构象变化。可见,PdCCs较HTCC具备更优异的生物相容性,其原因可能在于其支化的双电荷局域分布可以有效形成水屏蔽层,抑制其与蛋白和生物膜的非特异性相互作用。
  我们以静电纺丝聚己内酯(PCL)膜为基底,通过表面胺解及醛基化,进而表面固定PdCCs42,并以同样方法表面固定壳聚糖和HTCC64为对照。ATR-FTIR和SEM实验表明,壳聚糖、HTCC64和PdCCs42成功接枝到PCL膜表面,且表面形貌变化显著。接触角、抗菌、细胞毒性和蛋白吸附实验表明:与表面接枝HTCC的PCL膜相比,接枝PdCCs的PCL膜表面具有更佳的亲水性、抗菌性、细胞相容性和抗蛋白吸附能力。可见,基于仿生PdCCs的表面固定化可构建兼有抗菌性和生物相容性的材料表面。
  综上所述,我们制备的带双正电荷的磷酸二胆碱化壳聚糖仿生衍生物PdCCs具有优异的抗菌性能和生物相容性,且可用于表面改性,获得抗菌性和生物相容性的有效集成,有望在医疗卫生等领域得到应用。
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