摘要:纳米纤维素(NCS)具有出色的特征,已被证明是我们时代最有希望的“绿色”材料之一,并受到纳米材料的搜索者的特别关注。基于NCS最理想的特性,例如生物兼容性,生物降解性及其特殊的物理化学特性,设计了具有广泛生物医学应用的新功能材料。在这种领域的快速发展的压力下,必须在全面的审查中综合成功和新要求。这项工作的第一部分简要审查了NCS(纤维素纳米晶体(CNC),纤维素纳米纤维(CNF)和细菌纳米纤维素 - bnc),以及基于NCS的主要功能材料(以及基于NCS的主要功能材料)(水文,Nanocos,nanocompos和Nanocompos)。第二部分在过去的五年中对基于纳米纤维素的材料的有前途的药物和医学应用进行了广泛的研究,这些研究已经在三个重要领域进行了讨论:药物交付系统,用于伤口 - 修复应用的材料以及组织工程。最后,对基于NCS的材料的体外和体内细胞毒性进行了深入评估,以及与其生物降解性相关的挑战。
纳米纤维素是指纳米级至少具有一个维度的纤维素材料。It is the most abundant natural polymer on Earth, extracted from plants termed plant cellulose ( Yadav et al., 2021 ), produced by microbial cells called bacterial cellulose (BC) or bacterial nanocellulose (BNC) ( Ul-Islam et al., 2021 ), and synthesized enzymatically such as by the cell-free enzyme systems, named as bio-cellulose ( Ullah等人,2015年; Kim等人,2019年)。在过去的几十年中,纳米纤维素的不同形式,包括纤维素纳米晶体(CNC),纤维素纳米纤维(CNF)和BNC,由于其丰富性,可再生和物理上的高表面和物理性能,并引起了人们对创新材料的发展的极大关注亲水性,可可性,多功能性和出色的生物学特征(生物相容性,生物降解性和无毒性)。可以通过添加其他天然和合成聚合物,纳米材料,粘土和其他材料以及通过掺入其他官能团(例如肽)来调整这些特性(Malheiros等,2018)。与CNC和CNF不同,可以通过改变产生纤维素的微生物细胞的生长和培养条件来调整BC的结构特征(Ullah等,2016)。纳米纤维素的表面化学,孔隙率,纤维取向和物理结构可以在宏观,微观甚至纳米级进行控制。此外,纳米纤维素还具有有限的生物相容性和光学透明度。以凝胶,薄片,膜,膜,膜,颗粒,纤维,纤维,纤维,纸张,管子,胶囊,海绵,层压和涂料的新颖和涂料的新颖和涂料应用在食品中(Cazón和Vázón和Vázquezquezquez,20221; Du等人,2019年),伤口敷料(Mao等,2021; Wang等,2021),药物输送(Li等,2018; Raghav等,2021),3D印刷的生物联系(McCarthy等人(McCarthy等)(McCarthy等,2019; 2019; Fourmann et al。,2021年),远处的远处(Fareenge),远处的Shereng al al al an。 Al。,2019年),膜过滤器(Yuan等,2020),纺织品(Salah,2013),柔软的显示器(Fernandes等,2009),面罩(Bianchet等,2020)等。全球环境降解问题,自然能源的耗尽,与健康相关的问题和其他人类需求极大地将与材料相关的研究推向了从可再生资源(即纤维素,半纤维素,木质素,木质素)和微生物(即(I.E)(即bnc,bnc)进行材料的材料的材料(即纤维素,半纤维素,木质素),用于使用各种聚合物材料的使用。尽管从此类来源获得的纳米纤维素具有独特的特征,但它不具有抗菌活性,抗氧化活性,电磁特性和催化活性等特征,这是其专业应用所需的。植物纤维素虽然廉价来源,但需要复杂的提取程序和合成后处理
印度理工学院布巴内斯瓦尔(IITBBS)于2008年7月22日成立。该研究所致力于提供最佳的工程教育,并在课程中提供无与伦比的新颖性。在短短的一段时间内,IITBBS迅速发展,成为印度精英技术研究所之一,由于知识和创新的持续创造,通过高质量的研发活动以及对整体教育的承诺而刺激了知识和创新。该研究所旨在开发和追求动态和灵活的课程,旨在通过与行业的生产伙伴关系来促进学生之间的创造力和认知思维。学生通过社会和俱乐部接触各种活动,涉及文科,设计,戏剧,机器人技术,音乐,舞蹈和运动,以社交意识,创新的精神,企业家精神和渴望的发现。
我专注于在原子层面控制、理解和引导材料特性的整体愿景。这使得能够智能设计和制造具有针对特定应用的属性的材料。我采用多学科方法解决现实世界的问题,结合设计和制造用于有针对性应用的纳米材料的能力,以及先进的光谱工具,以充分了解这些材料的功能。这种方法已被用于在许多领域生成功能性纳米材料,包括:氧化还原液流电池 [ 1 ];用于气体传感的多功能一维金属纳米线阵列 [ 2 ] 和纳米颗粒催化剂 [ 3 ]。在利兹大学,我建立了一个面向工业的研究小组,将这种独特的方法应用于工业挑战,并与许多领域的多家公司合作,包括非均相催化剂的特性和开发、连续纳米颗粒合成以及自动化和高通量制药和农用化学品制造。通过利用连续流平台和自动化,可以利用性能导向优化来以前所未有的效率改进流程,从而缩短开发时间并促进规模扩大。具体来说,从纳米材料的角度来看,这涉及纳米颗粒系统的制造和使用,但这种方法可以用于化学的其他领域,例如制药工艺开发。本次演讲将概述该小组在制造方法和纳米材料系统应用方面取得的一些最新进展。参考文献
作者:P。Martins,V。Correia和S. Lanceros-Mendez,电子邮件:pmartins@fisica.uminho.pt和senentxu.lanceros@bcmaterials.net and Minho和Bcmaterials
在 RAISELIFE 中测试的镜面涂层:• 2 种 2 层系统(RLF2、RLF4)• 无铅(RLF3)• 粉末漆(RLF5) 失效• 经济高效的面漆• 参考 3 层系统(RLF1)• 6 种防污涂层
器官芯片 (OOC) 是一种基于微流控的细胞培养装置,其中包含连续灌注的腔室,其中有活细胞,用于模拟组织和器官水平的生理学 ( Bhatia and Ingber,2014;Ahadian 等人,2018)。OOC 的开发源于人们认识到传统的二维静态细胞培养方法无法模拟细胞在体内所处的环境 ( Ryan 等人,2016;Duval 等人,2017)。微流控技术通过在微观层面操纵流体,提供了一种模拟时空化学梯度、动态机械力和关键组织界面的方法。已经开发出可以重现人类肺(Huh et al., 2010)、心脏(Maoz et al., 2017)、胃(Lee KK et al., 2018)、肠(Kim et al., 2016)、肝(Weng et al., 2017)、肾(Sateesh et al., 2018)、血管(Wang et al., 2015)等复杂生理微环境关键方面的 OOC 系统。此外,已经提出了多器官芯片或身体芯片系统(Sung et al., 2019;Zhao et al., 2019a)。 OOC 平台已在许多生物医学领域显示出应用潜力,例如基础生理和药理学研究( Zhang and Radisic,2017 ; Zhang et al.,2018a )。
为了开发具有独特性能和功能的先进/下一代材料,人们开始研究自然界中常见的分级组装。[1,2] 为了遵循模仿自然的理念,使用可再生/天然来源的构建块来开发分级结构最近成为自下而上制造领域的中心主题。纳米纤维素就是这样一种构建块,包括纤维素纳米晶体 (CNC) 和纤维素纳米原纤维 (CNF)(图 1),它由地球上最丰富的可再生聚合物纤维素组成。近年来,CNC 和 CNF 引起了人们的极大研究兴趣,广泛应用于生物医学、储能、包装、复合材料和特种化学品等多个行业。 [3–5] 这些高度结晶、高纵横比的纳米颗粒由 β (1–4) 连接的 D-葡萄糖单元的线性均聚物组成,表现出令人印象深刻的机械性能和可调的表面化学性质。鉴于 CNC 和 CNF 的高强度、尺寸各向异性和天然来源,使用纳米纤维素作为开发分级组装体的功能性构件引起了人们的极大兴趣。由于人们对纳米纤维素的广泛兴趣,之前已经发表了几篇评论,涵盖了 CNC 和 CNF 的材料特性、生产、加工、特性策略、化学改性和潜在应用,我们建议任何感兴趣的读者阅读这些评论以获取更多信息。[2–19]
