3Y-TZP陶瓷表面镧掺杂TiO2薄膜的制备和抗菌性能研究

摘要

目的 制备3Y-TZP陶瓷表面镧(La)掺杂TiO2抗菌薄膜观察其抗菌性,为临床抗菌氧化锆陶瓷的应用提供实验基础.方法 制备直径20 mm、高3 mm圆柱形3Y-TZP试件,采用溶胶凝胶法制备质量分数1.0％镧(La)掺杂的TiO2溶胶,并通过浸渍提拉法涂覆于3Y-TZP表面制成La-TiO2薄膜-3Y-TZP陶瓷,依同法,不添加硝酸镧溶液制得TiO2薄膜-3Y-TZP陶瓷.扫描电镜对3Y-TZP陶瓷试件(3Y-TZP组)、TiO2薄膜-3Y-TZP陶瓷试件(TiO2薄膜组)、La-TiO2薄膜-3Y-TZP陶瓷试件(La-TiO2薄膜组)进行表面形貌观察,并进行光催化实验、抗菌实验和细胞毒性实验.①光催化实验,La-TiO2薄膜组和TiO2薄膜组,各随机取4个试件,观察各组试件日光下不同时间点对亚甲基蓝的降解率;②抗菌实验,La-TiO2薄膜组、TiO2薄膜组和3Y-TZP组,每组随机取5个试件,通过抑菌圈法检测其抗菌性,比较各组抑菌距离;③细胞毒性实验,La-TiO2薄膜组、TiO2薄膜组、3Y-TZP组(为阴性对照组)每组随机取3个试件,制得浸提液,以0.064％苯酚溶液为阳性对照组.4组培养L-929细胞3 d后进行形态学观察,采用MTT法测试各组细胞活力、细胞相对增殖率.结果 采用浸渍提拉法可在3Y-TZP表面制备均匀分布的La-TiO2薄膜.光催化实验显示La-TiO2薄膜组在日光下2 h亚甲基蓝降解率达到(41.2±1.5)％,高于TiO2薄膜组(36.5±2.4)％,两组差异具有统计学意义(t=3.321,P=0.016).抗菌实验显示,La-TiO2薄膜组抑菌距离为(0.34±0.08)mm,大于TiO2薄膜组的(0.12±0.02)mm,2组差异没有统计学意义(F=63.798,P<0.001),3Y-TZP组无明显抑菌圈.细胞毒性实验显示La-TiO2薄膜组细胞相对增殖率为(89.5±1.3)％,细胞毒性评级为1级;4组间差异具有统计学意义(F=68.250,P<0.001).结论 镧掺杂TiO2能改善其光催化活性,增强3Y-TZP陶瓷的抗菌性,且无明显细胞毒性.