ZnO/Dopamine/L-cysteine纳米杂化材料的制备及其表面性质对抗菌性能和生物安全性的影响

摘要

纳米氧化锌（ZnO）因其独特的理化和生物学特性，一直被广泛关注和研究。作为一种新型多功能材料，纳米ZnO不但具有优良的抗菌性能，而且兼顾成骨和抗癌功能。近年来研究者们将纳米ZnO添加到漱口水、口腔充填材料、钛种植体等口腔材料中，进一步提高了牙科材料的综合性能。然而伴随着纳米 ZnO的大量应用，其将不可避免的进入生命体和环境中，对人类健康和生态环境安全性存在潜在的危害。因而，如何利用绿色、简单的方法对纳米ZnO进行表面改性，赋予其良好的生物相容性和抗菌性能，提高其生物安全性，将具有重要意义。L-半胱氨酸（L-cysteine）是合成蛋白质的编码氨基酸，且是二十多种天然的氨基酸中唯一具有活性疏基（-SH）官能团的氨基酸，在人体内有广泛的解毒作用，目前已在医药、食品添加剂中广泛应用。本文采用简单的方法制备L-cysteine改性的纳米ZnO，并研究其抗菌和生物安全性能，主要研究内容如下：
　　（1）本研究利用多巴胺对纳米ZnO进行表面处理，其表面的活性位点可以进一步与L-cysteine表面的亲核基团发生反应，将L-cysteine引入材料表面，通过红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析、透射电子显微镜等方法对该材料进行理化性能分析，结果显示成功制得了ZnO/Dopamine/L-cysteine纳米杂化材料。
　　（2）采用平板菌落计数法检测对于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能；通过CCK8法、小鼠灌胃给药的方式评价该材料的生物安全性。研究表明，合成的纳米杂化材料分散性好，在浓度为300 ug/ml、100 ug/ml时分别对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抗菌性。细胞毒性和体内实验结果显示，纳米ZnO经过L-cysteine改性后，对NIH3T3小鼠胚胎成纤维细胞的细胞毒性均为0级或者Ⅰ级。通过对小鼠连续灌胃纳米粒子悬浮液（40mg/ml）7天后发现，无论是血液生化还是病理切片，结果证明对小鼠的主要脏器（尤其是肺、肝肾脏）没有造成明显的毒性影响。
　　由此可见，通过 L-cysteine对纳米 ZnO进行改性研究之后，其生物安全性性明显提高、抗菌性能优良，有望作为一种新型抗菌剂广泛应用于口腔材料中。

目录

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中英文缩略词表

第1章 引言

1.1 纳米氧化锌的概述及在口腔医学中的应用

1.2 纳米氧化锌改性

1.3 研究目的、内容及创新

第2章 ZnO/Dopamine/L-cysteine纳米杂化材料的制备及其理化性能的研究

2.1 材料和方法

2.2 实验结果与讨论

2.3 小结

第3章 ZnO/Dopamine/L-cysteine纳米杂化材料的抗菌性能和生物相容性评价

3.1 材料和仪器

3.2 实验方法

3.3 结果

3.4 小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

综述:纳米氧化锌的抗菌机制及其在口腔治疗中的应用研究进展