钛表面微弧氧化-微波水热法铜铌涂层的制备及抗菌性研究

摘要

目的 在钛表面通过微弧氧化-微波水热两步法制备铜铌抗菌涂层,对其表面结构和抗菌性能进行探究.方法 以包覆微弧氧化涂层(MAO组)的钛为基体,通过微波水热法分别在低(MHL-Cu组)、中(MHM-Cu组)、高(MHH-Cu组)浓度的氯化铜溶液及草酸铌(MH-Nb组)溶液中引入铜、铌元素.通过能谱分析确定引入铜最多的组分,与草酸铌混合微波水热制备铜铌复合涂层(MH-Cu/Nb组).通过扫描电子显微镜、X射线能谱仪及X射线衍射仪对各组试件微观结构、元素分布和物相成分进行表征;贴膜法测定涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果.结果 X射线能谱仪显示MHL-Cu、MHM-Cu、MHH-Cu组表面均引入了Cu元素,各组铜元素原子比例依次为(0.68±0.04)％、(1.17±0.06)％、(1.64±0.03)％,组间差异有统计学意义(P<0.01).扫描电子显微镜显示MAO组表面呈火山口状多孔结构,MHL-Cu、MHM-Cu、MHH-Cu、MH-Nb、MH-Cu/Nb组均保持微孔形貌,随Cu2+浓度增加,粗糙度增加;其中MH-Nb、MH-Cu/Nb组同时出现沟壑状结构.X射线衍射仪显示MAO组涂层主要由钛和锐钛矿相TiO2组成,MHL-Cu、MHM-Cu、MHH-Cu、MH-Nb、MH-Cu/Nb组涂层主要由锐钛矿和金红石相TiO2组成.与MAO组菌落相比,MHH-Cu、MH-Nb、MH-Cu/Nb组大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有不同程度减少,差异具有统计学意义(P<0.001);MHH-Cu组与MH-Cu/Nb组相比,菌落数差异无统计学意义(P>0.05).结论 微弧氧化-微波水热两步法制备的含铜铌粗糙多孔的涂层可有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长.