电化学场刺激表面引发原子转移自由基聚合构筑血液相容性聚醚砜膜仿生表面

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基本信息

  • 批准号:
    51463012
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    49.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0305.高分子共混与复合材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Blood purification apparatus, such as hemodialysis, hemofiltation and blood seperation, is often needed to treat the blood-assotiated disease, while the prous membrane is its key component. Among the materials used, polyethersulfone (PES) show outstanding oxidative, thermal and hydrolytic stability as well as good mechanical and film-forming properties,and is widely used in blood purification fields. However, the hemocompatibility of PES is inadequate and unstable, and injections of anticoagulants are needed during hemodialysis. Hence, preparation of bionic surface for hemocompatibility PES membranes via surface-initiated and electrochemically mediated atom-transfer radical polymerization (SI-eATRP) is proposed in this project. It aimed at constructing a membrane surface with certain hydrophilicity, charge density and polysaccharde structure to simulate surface performance of blood vessel wall. Compared with the method of direct blending amphiphilic block copolymer as additives, the proposed SI-eATRP method combining living polymerization and electrochemistry will architecture-controlled fabricate the membrane surface, and systematically investigate the effects of surface structure and properties on hemocompatibility. Furthermore, compared with the conventional chemical graft modifying method, the proposed method is simple and efficient, and can be used to modify the hollow fiber membranes. Based on above studies, the hemocompatibility PES membrane may be prepared, which can be easily produced with large quantities,and used in blood purification fields.
治疗与血液相关的疾病需要利用血液净化装置(如血液透析、血液滤过和血浆分离等),其技术核心是膜关键材料。临床上普遍使用的聚醚砜膜材料具有优异的物理机械性能、物化稳定性和成膜性能,但其血液相容性尤其是抗凝血性能仍然不够理想、不够持久,而基于共混两亲性嵌段共聚物的改性方法难以实现表面功能结构的可控制备。本项目提出采用电化学场刺激表面引发原子转移自由基聚合(SI-eATRP)在膜表面引入功能性分子刷,模拟血管内壁结构以构筑具有一定亲疏水平衡、电荷密度和多糖结构的抗凝血仿生表面。SI-eATRP聚合技术在保持共混工艺优点的前提下,将电化学和可控聚合成功"联姻",实现功能性聚合物膜表面的可控构筑与制备,预计将解决膜材料表面结构、性质与血液相容性关系的基础科学问题。和传统的表面化学接枝相比,本项目所采用的方法简单有效、可改性中空纤维膜,有望制备易于批量生产的血液相容性聚醚砜膜材料,并应用于血液净化领域。

结项摘要

表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)是表面引发的可控/活性聚合,是近年来高分子材料合成与设计的新方法。该方法利用化学键或自组装技术在基底表面形成均匀的ATRP引发剂层,再用传统ATRP方法将功能单体聚合到基底表面,形成致密的功能基层。以PES 膜为基材,本课题结合共混改性和表面接枝改性的优点采用可控聚合与大分子设计技术制备两亲性嵌段共聚物改性剂,构筑具有类肝素结构的膜表面,旨在通过模仿肝素的结构特征与抗凝血活性,提高PES膜材料的血液相容性,并纺制永久抗凝性PES中空纤维膜,应用于血液净化器。本项目得到以下主要结果:(1)采用SI-eATRP技术制备出一系列表面形态平整、微孔结构完整的聚醚砜改性膜,并对其合成过程进行了优化;(2)在聚醚砜膜上成功接枝上PVP、PSSNa、PAANa和多糖等聚合物链段刷,并研究了分子结构和血液相容性之间的关系;(3)制备的聚醚砜膜具有良好的抗凝血性能及血液相容性并有望应用于血液净化领域。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合构筑离子型聚醚砜膜功能表面
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴家宇;李丹;康龙;冉奋
  • 通讯作者:
    冉奋
Bionic design for anticoagulant surface via synthesized biological macromolecules with heparin-like chains
类肝素链合成生物大分子的抗凝表面仿生设计
  • DOI:
    10.1039/c5ra06638g
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ran, Fen;Song, Haiming;Zhao, Changsheng
  • 通讯作者:
    Zhao, Changsheng
Hydrophilicity and anti-fouling performance of polyethersulfone membrane modified by grafting block glycosyl copolymers via surface initiated electrochemically mediated atom transfer
表面引发电化学介导原子转移接枝嵌段糖基共聚物改性聚醚砜膜的亲水性和防污性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Dan Li;Jiayu Wu;Shiyuan Yang;Weijie Zhang;Xiaoqin Niu;Yuhong Chen;Fen Ran
  • 通讯作者:
    Fen Ran
Hydrophilicity and anti-fouling modification of polyethersulfone membrane by grafting copolymer chains via surface initiated electrochemically mediated atom transfer radical polymerization
表面引发电化学介导原子转移自由基聚合接枝共聚物链对聚醚砜膜的亲水性和防污改性
  • DOI:
    10.1039/c7nj01825h
  • 发表时间:
    2017-09-21
  • 期刊:
    NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Li, Dan;Wu, Jiayu;Ran, Fen
  • 通讯作者:
    Ran, Fen
Hemocompatibility and ultrafiltration performance of surface-functionalized polyethersulfone membrane by blending comb-like amphiphilic block copolymer
共混梳型两亲性嵌段共聚物表面功能化聚醚砜膜的血液相容性及超滤性能
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2014.08.013
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Song Haiming;Ran Fen;Fan Huili;Niu Xiaoqin;Kang Long;Zhao Changsheng
  • 通讯作者:
    Zhao Changsheng

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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    康龙
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋海明;冉奋;范会利;张宣宣;孔令斌;康龙
  • 通讯作者:
    康龙
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    --
  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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    冉奋
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    兰州理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴有智;张博;孔令斌;冉奋;康龙;罗永春
  • 通讯作者:
    罗永春

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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