医用钛表面抗菌涂层制备及其抗菌性能研究

摘要

医用金属材料具有优异的力学性能和良好的生物相容性,已经广泛应用于硬组织的修复。但是,金属材料一般为生物惰性,对其表面进行修饰可改善表面生物活性,并赋予其一定的功能,如抗菌性等。本文以医用纯钛为基底,采用两种方法对其进行表面改性,以期提高植入材料的抗菌能力。
　　首先,通过阳极氧化法在Ti基底表面制备TiO2纳米管,通过热处理,使Ti表面上的TiO2纳米结构由无定型转变为锐钛矿,并保持纳米管的阵列完整。然后通过多元醇化学方法在锐钛矿型的TiO2纳米管表面沉积纳米Ag颗粒,在其上面沉积纳米Ag颗粒;并研究了AgNO3浓度对纳米Ag沉积后表面形貌的影响,当AgNO3浓度为7 mM时,大小均一的Ag颗粒均匀地地分布在纳米管的管口和管壁,Ag颗粒的粒径约为15 nm。Ag-TiO2纳米管试样在PBS溶液中Ag的释放曲线呈现前期大量的释放,在3周之后释放速度趋于缓慢,最终的稳定浓度为0.2 ppm。由植入体感染的机制可知,这种释放曲线有利于抑制感染的发生。细菌粘附和抗菌实验表明,Ag-TiO2纳米管对大肠杆菌(革兰氏阴性)和金黄色葡萄球菌(革兰式阳性)的抑制作用都是最明显的,这主要是由于材料所释放的Ag的杀菌作用。相对于黑暗条件,在紫外照射下的Ag-TiO2纳米管的抑菌作用有所提升,这主要归结于TiO2的光催化反应,进而生成了具有杀菌作用的自由基。
　　另一方面,本文通过碱处理方法在 Ti表面引入羟基(-OH)和多孔结构,然后接枝ε-聚赖氨酸(ε-PL)。缓冲液中ε-聚赖氨酸(ε-PL)浓度影响接枝后表面形貌,浓度为5 mg/ml时所制备涂层最好。Ti-ε-PL试样的抗细菌粘附能力最强,可能是亲水性和ε-PL共同作用的结果。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 生物医用材料

1.3 钛及钛合金在医用材料的应用

1.4 钛及钛合金的抗菌涂层

1.5本课题研究背景和内容

第二章 复合纳米Ag的TiO2涂层的制备及抗菌性研究

2.1引言

2.2 实验材料和设备

2.3 实验过程和实验表征

2.4 实验结果和讨论

2.5 本章小结

第三章 钛表面接枝ε-聚赖氨酸（ε-PL）涂层的制备、表征和抗菌性研究

3.1 引言

3.2 实验材料和仪器设备

3.3 实验过程和实验表征

3.4 实验结果和讨论

3.5 本章小结

第四章 全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢