【摘要】：羥基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HA)是人體骨組織的主要成分,人工合成HA具有優(yōu)秀的生物活性,但為了擴展其在臨床中的應用還需要利用多種方法對其進行改性。通過摻雜金屬離子改性羥基磷灰石已被廣泛研究,其中銀摻雜羥基磷灰石(AgHA)因其獨特的抗菌性能而廣受關注。此外,人工合成的HA機械性能較差,往往需要在粉體中加入第二相作為支撐相增強其力學性能。本論文首先合成了AgHA粉體,其后分別以聚乳酸(PLA)和氧化石墨烯(GO)作為支撐相合成銀摻雜羥基磷灰石/聚乳酸(AgHA/PLA)復合涂層和銀摻雜羥基磷灰石/氧化石墨烯(AgHA/GO)復合材料并在此基礎上合成了銀摻雜羥基磷灰石/氧化石墨烯/聚乳酸(AgHA/GO/PLA)三相復合涂層。通過X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線能量色散儀(EDX)、X射線光電子能譜(XPS)和透射電鏡(TEM)等測試手段對所制備的樣品進行分析和研究,以大腸桿菌(E.coli)為菌種測試各樣品的抗菌性能,并對復合涂層的力學性能進行了研究。采用化學沉淀法經高溫燒結合成不同起始[Ag]/[Ca]摩爾比的AgHA粉體,同時研究當初始銀含量發(fā)生變化時粉體性質的變化。研究表明銀離子成功取代部分鈣離子進入HA晶格中,但隨著銀含量的增加HA晶格扭曲進而會導致粉體晶型變化。而部分銀離子無法進入晶格從而形成磷酸銀并在高溫燒結過程中會發(fā)生自氧化還原反應生成銀單質。銀單質與銀離子間的協(xié)同作用極大的提升了AgHA粉體的抗菌活性。利用已合成的AgHA粉體,通過旋涂法在304不銹鋼板上制備AgHA/PLA復合涂層。實驗結果表明在含銀量高的復合涂層中同時存在Ag~0與Ag~+,而它們的協(xié)同作用使得復合涂層的抗菌效果有了顯著提高。PLA導致復合涂層中的非晶相增多,涂層表面出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。但是PLA的存在有效提高了復合涂層的粘結性能及拉伸性能。采用水熱法合成了AgHA/GO復合材料。實驗結果表明通過水熱法可以獲得高結晶度的AgHA粉體,而在復合材料中AgHA粉體緊密附著在GO層狀結構表面。隨著銀含量的增加,晶體中出現(xiàn)不定型相并在GO表面出現(xiàn)團聚現(xiàn)象,但AgHA/GO復合材料的抗菌性能也逐漸增強。因為制備過程中沒有高溫燒結導致復合材料中沒有單質銀的存在,在缺少Ag~0與Ag~+間的協(xié)同作用的情況下提高含銀量對復合材料的抗菌性能提升有限。而且隨著含銀量的增加團聚現(xiàn)象的加重,可能會影響游離Ag~+的釋放,從而影響AgHA/GO復合材料的抗菌性能。利用已合成的AgHA/GO粉體,通過旋涂法在304不銹鋼板上制備AgHA/GO/PLA三相復合涂層。實驗結果表明AgHA晶體依舊附著在GO的層狀結構上并且隨著銀含量增加出現(xiàn)團聚現(xiàn)象,而PLA將各相包覆在一起。銀含量的變化對復合涂層的力學性能影響不顯著。而隨著GO的加入GO同PLA間的相互作用導致了三相復合涂層的粘結性能受到削弱,拉伸性能得到提高,斷裂伸長率下降。
【圖文】：

由圖 1.1 可以看出由于石墨烯納米薄中受到腐蝕后并未完全消失，均勻的表面礦化后型轉變成了扭曲的紙片型。48]通過球磨法制備羥基磷灰石/石墨烯納米薄片前燒結粉體從而制得羥基磷灰石體積分數(shù)為 100%納米薄片/羥基磷灰石復合材料。Bajpai[48]等認為是沿著脈沖電流的方向作用在樣品上，因此在燒流方向以及垂直電流方向的性能肯定會有所差異抗壓性能以及從不同方向觀測復合材料的表面形離子提燒結法合成的復合材料在平行于燒結過程，產生的孔隙也呈狹長狀，從而使得在沿壓力方從而導致平行于壓力方向的材料強度更高，而在性。

銀摻雜羥基磷灰石復合材料的合成、表征及相關性能研究應用上的需求，研究的重點必將逐漸由羥基磷灰石基的兩相復合材料/復合涂層轉向羥基磷灰石基的三相復合材料/復合涂層的性能提升。Yan 等[53]通過電極作用在電池陽極處理鈦板從而獲取的排列極度有規(guī)律的中空鈦納米棒，并在納米棒上制備三相復合涂層。圖 1.2 為純羥基磷灰石表面以及明膠/氧化石墨烯/羥基磷灰石（Gelatin/GO/HA）復合涂層分別沉積在中空鈦納米棒表面后的場發(fā)射電子顯微鏡（FESEM）圖。由圖 1.2 可以看出純羥基磷灰石表面呈現(xiàn)出羥基磷灰石晶體典型的針狀晶型，，而復合涂層的表面則因為不同材料的物化性質不同從而生成了相互交聯(lián)呈網(wǎng)狀的多孔結構。Yan 等[40]發(fā)現(xiàn)復合涂層這種獨特的網(wǎng)狀結構在細胞實驗中更加有利于成骨細胞的粘附以及培養(yǎng)后成骨細胞間的物質交換。相比純羥基磷灰石，三相復合涂層不僅僅表現(xiàn)出更好的生物相容性，同時對增殖成骨細胞也有著更強的促進作用。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

【參考文獻】

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1 倪昕曄;李愛軍;白瑞成;熊信柏;周棟;;摻鎂羥基磷灰石涂層在碳/碳復合材料表面的制備[J];材料研究學報;2015年11期

2 Syed Sibte Asghar Abidi;Qasim Murtaza;;Synthesis and Characterization of Nano-hydroxyapatite Powder Using Wet Chemical Precipitation Reaction[J];Journal of Materials Science & Technology;2014年04期

3 楊俊;陳治清;胡常紅;;殼聚糖/多壁碳納米管復合膜誘導羥基磷灰石仿生合成的研究[J];第三軍醫(yī)大學學報;2013年14期

4 楊維虎;左奕;張利;李峻峰;王江;李玉寶;;制備條件影響碳酸羥基磷灰石晶格的計算分析[J];無機化學學報;2009年02期

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1 趙萍;CF/CNTs增強磷酸鈣骨水泥復合材料及其生物相容性評價[D];山東大學;2005年

本文編號：2620822