牛血清蛋白與醫(yī)用金屬材料表面相互作用及改性研究
發(fā)布時間:2021-06-08 10:54
I體液環(huán)境中蛋白質(zhì)會自發(fā)、快速地吸附在材料表面形成蛋白膜。蛋白質(zhì)吸附作為生物材料與生理環(huán)境相互作用的第一步,是探究生物材料生物相容性的重要內(nèi)容。本論文針對傳統(tǒng)惰性醫(yī)用金屬材料鈷基合金MP35N和活性醫(yī)用金屬材料鎂金屬,選用牛血清蛋白(BSA)為模型蛋白,利用激光共聚焦顯微鏡(LSCM)研究了BSA在不同金屬材料表面的吸附,并借助掃描電鏡(SEM)、X射線光電子能譜、電化學(xué)阻抗等多種技術(shù)手段研究了蛋白質(zhì)吸附對金屬材料表面結(jié)構(gòu)及性能的影響。在此基礎(chǔ)上,利用高分子聚碳酸酯(PC)和聚乳酸(PLA)并結(jié)合微弧氧化技術(shù)(MAO)對鎂合金AZ31表面改性,制備復(fù)合膜,借助SEM、接觸角分析儀等對復(fù)合膜表面結(jié)構(gòu)進行表征,通過動電位極化曲線分析復(fù)合膜表面抗腐蝕性能,同時探究了復(fù)合膜表面的抗蛋白吸附和抗菌性能。結(jié)果如下:1)隨著BSA濃度的增加,蛋白質(zhì)在MP35N合金表面吸附量增多。蛋白質(zhì)膜結(jié)構(gòu)由部分覆蓋或完全覆蓋基底表面的單層膜結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)為多層膜結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)吸附后,MP35N合金表面氧化膜中Cr含量明顯增加,而Fe含量相對減少。蛋白質(zhì)吸附整體促進MP35N合金表面金屬離子的釋放,但影響程度與金屬元素種...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 生物醫(yī)用材料的發(fā)展及應(yīng)用
1.2 醫(yī)用惰性金屬材料鈷基合金的性質(zhì)及應(yīng)用
1.3 醫(yī)用活性金屬材料鎂及鎂合金的優(yōu)缺點及研究現(xiàn)狀
1.3.1 鎂及鎂合金的優(yōu)缺點
1.3.2 鎂及鎂合金的研究現(xiàn)狀
1.4 蛋白質(zhì)在固體表面吸附研究進展
1.4.1 蛋白質(zhì)吸附過程
1.4.2 蛋白質(zhì)吸附的驅(qū)動力
1.4.3 蛋白質(zhì)的吸附及其影響因素
1.4.4 蛋白質(zhì)吸附對材料表面結(jié)構(gòu)及性能的影響
1.5 鎂合金表面改性方法的研究進展
1.5.1 微弧氧化法
1.5.2 磁控濺射法
1.5.3 化學(xué)氣相沉積法
1.6 可降解醫(yī)用綠色高分子材料的發(fā)展及應(yīng)用
1.7 本課題的主要內(nèi)容、研究意義及創(chuàng)新點
1.7.1 本課題主要內(nèi)容
1.7.2 實驗方案
1.7.3 研究意義及創(chuàng)新點
第二章 牛血清蛋白吸附對MP35N表面成分、腐蝕和細胞黏附性的影響
2.1 引言
2.2 主要實驗設(shè)備
2.3 試劑及耗材
2.4 實驗材料及方法
2.4.1 實驗材料
2.4.2 蛋白質(zhì)吸附實驗
2.4.3 XPS分析
2.4.4 離子析出
2.4.5 電化學(xué)測試
2.4.6 細胞黏附
2.5 實驗結(jié)果與討論
2.5.1 蛋白質(zhì)吸附
2.5.2 蛋白質(zhì)吸附對試樣表面成分的影響
2.5.3 蛋白質(zhì)吸附對離子釋放的影響
2.5.4 蛋白質(zhì)吸附對腐蝕性能的影響
2.5.5 蛋白質(zhì)吸附對MP35N合金表面細胞黏附的影響
2.6 本章小結(jié)
第三章 牛血清蛋白吸附對鎂金屬表面結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)備
3.3 主要實驗試劑及耗材
3.4 主要實驗材料與方法
3.4.1 實驗材料
3.4.2 蛋白質(zhì)吸附實驗
3.4.3 試樣表征
3.4.4 腐蝕性能測試
3.5 實驗結(jié)果及討論
3.5.1 蛋白質(zhì)吸附
3.5.2 牛血清蛋白吸附對鎂表面組織結(jié)構(gòu)的影響
3.5.3 牛血清蛋白吸附對鎂表面抗腐蝕性能的影響
3.5.3.1 動電位極化曲線研究
3.5.3.2 電化學(xué)阻抗譜研究
3.6 本章小結(jié)
第四章 AZ31鎂合金表面MAO-PC/PLA復(fù)合膜層的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗設(shè)備
4.3 主要實驗試劑及耗材
4.4 實驗材料與方法
4.4.1 實驗材料及制備方法
4.4.2 試樣表征
4.4.3 動電位極化曲線
4.4.4 蛋白質(zhì)吸附
4.4.5 抗菌實驗
4.4.5.1 培養(yǎng)基的配制及菌種的培養(yǎng)
4.4.5.2 實驗過程
4.5 實驗結(jié)果與討論
4.5.1 優(yōu)選復(fù)合膜
4.5.1.1 優(yōu)選高分子涂覆層數(shù)
4.5.1.2 優(yōu)選高分子比例
4.5.2 表面結(jié)構(gòu)表征
4.5.2.1 粗糙度
4.5.2.2 親水性
4.5.3 BSA吸附
4.5.4 抗菌實驗
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]靜電紡絲法制備小口徑膠原-聚乳酸人工血管[J]. 王憲朋,劉陽,王傳棟,杜旭,馬麗霞,王勤. 復(fù)合材料學(xué)報. 2017(11)
[2]鎂合金表面電化學(xué)沉積氫氧化鎂薄膜及其耐蝕性能[J]. 吳鳳霞,李維學(xué),梁軍. 材料研究學(xué)報. 2014(09)
[3]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[4]中國醫(yī)療器械用鈦合金材料研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 于振濤,張明華,余森,劉春潮,汶斌斌,張亞峰. 中國醫(yī)療器械信息. 2012(07)
[5]電參數(shù)對鎂合金微弧氧化膜層生長的影響及耐蝕性研究[J]. 李小成,郝建民,張亞明,陳宏. 熱加工工藝. 2012(12)
[6]氧化時間對純鈦表面微弧氧化膜結(jié)構(gòu)特性的影響[J]. 朱瑞富,王志剛,王宏元,肖桂勇,呂宇鵬,小林郁. 硅酸鹽學(xué)報. 2011(11)
[7]蛋白質(zhì)作用下醫(yī)用金屬材料的腐蝕行為研究進展[J]. 劉成龍,王猛,張春艷,王玥霽,曾榮昌,黃偉九. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2011(01)
[8]不同疏水性能冠脈支架表面對溶血性能及蛋白吸附影響[J]. 張基昌,李淑梅,宋春莉,趙雷,劉佳,劉斌. 中國實驗診斷學(xué). 2010(04)
[9]關(guān)于Cycoloy* CP8320 PC/ABS樹脂和Xylex* X7509 PC/Polyester樹脂選擇性電鍍的比較與探討[J]. 張妍. 塑料制造. 2009(Z1)
[10]AZ91D鎂合金恒定小電流密度微弧氧化工藝[J]. 呂維玲,陳體軍,馬穎,徐衛(wèi)軍,王偉,郝遠. 中國有色金屬學(xué)報. 2008(09)
本文編號:3218293
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 生物醫(yī)用材料的發(fā)展及應(yīng)用
1.2 醫(yī)用惰性金屬材料鈷基合金的性質(zhì)及應(yīng)用
1.3 醫(yī)用活性金屬材料鎂及鎂合金的優(yōu)缺點及研究現(xiàn)狀
1.3.1 鎂及鎂合金的優(yōu)缺點
1.3.2 鎂及鎂合金的研究現(xiàn)狀
1.4 蛋白質(zhì)在固體表面吸附研究進展
1.4.1 蛋白質(zhì)吸附過程
1.4.2 蛋白質(zhì)吸附的驅(qū)動力
1.4.3 蛋白質(zhì)的吸附及其影響因素
1.4.4 蛋白質(zhì)吸附對材料表面結(jié)構(gòu)及性能的影響
1.5 鎂合金表面改性方法的研究進展
1.5.1 微弧氧化法
1.5.2 磁控濺射法
1.5.3 化學(xué)氣相沉積法
1.6 可降解醫(yī)用綠色高分子材料的發(fā)展及應(yīng)用
1.7 本課題的主要內(nèi)容、研究意義及創(chuàng)新點
1.7.1 本課題主要內(nèi)容
1.7.2 實驗方案
1.7.3 研究意義及創(chuàng)新點
第二章 牛血清蛋白吸附對MP35N表面成分、腐蝕和細胞黏附性的影響
2.1 引言
2.2 主要實驗設(shè)備
2.3 試劑及耗材
2.4 實驗材料及方法
2.4.1 實驗材料
2.4.2 蛋白質(zhì)吸附實驗
2.4.3 XPS分析
2.4.4 離子析出
2.4.5 電化學(xué)測試
2.4.6 細胞黏附
2.5 實驗結(jié)果與討論
2.5.1 蛋白質(zhì)吸附
2.5.2 蛋白質(zhì)吸附對試樣表面成分的影響
2.5.3 蛋白質(zhì)吸附對離子釋放的影響
2.5.4 蛋白質(zhì)吸附對腐蝕性能的影響
2.5.5 蛋白質(zhì)吸附對MP35N合金表面細胞黏附的影響
2.6 本章小結(jié)
第三章 牛血清蛋白吸附對鎂金屬表面結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)備
3.3 主要實驗試劑及耗材
3.4 主要實驗材料與方法
3.4.1 實驗材料
3.4.2 蛋白質(zhì)吸附實驗
3.4.3 試樣表征
3.4.4 腐蝕性能測試
3.5 實驗結(jié)果及討論
3.5.1 蛋白質(zhì)吸附
3.5.2 牛血清蛋白吸附對鎂表面組織結(jié)構(gòu)的影響
3.5.3 牛血清蛋白吸附對鎂表面抗腐蝕性能的影響
3.5.3.1 動電位極化曲線研究
3.5.3.2 電化學(xué)阻抗譜研究
3.6 本章小結(jié)
第四章 AZ31鎂合金表面MAO-PC/PLA復(fù)合膜層的制備及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗設(shè)備
4.3 主要實驗試劑及耗材
4.4 實驗材料與方法
4.4.1 實驗材料及制備方法
4.4.2 試樣表征
4.4.3 動電位極化曲線
4.4.4 蛋白質(zhì)吸附
4.4.5 抗菌實驗
4.4.5.1 培養(yǎng)基的配制及菌種的培養(yǎng)
4.4.5.2 實驗過程
4.5 實驗結(jié)果與討論
4.5.1 優(yōu)選復(fù)合膜
4.5.1.1 優(yōu)選高分子涂覆層數(shù)
4.5.1.2 優(yōu)選高分子比例
4.5.2 表面結(jié)構(gòu)表征
4.5.2.1 粗糙度
4.5.2.2 親水性
4.5.3 BSA吸附
4.5.4 抗菌實驗
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]靜電紡絲法制備小口徑膠原-聚乳酸人工血管[J]. 王憲朋,劉陽,王傳棟,杜旭,馬麗霞,王勤. 復(fù)合材料學(xué)報. 2017(11)
[2]鎂合金表面電化學(xué)沉積氫氧化鎂薄膜及其耐蝕性能[J]. 吳鳳霞,李維學(xué),梁軍. 材料研究學(xué)報. 2014(09)
[3]Novel Magnesium Alloys Developed for Biomedical Application:A Review[J]. Nan Li,Yufeng Zheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(06)
[4]中國醫(yī)療器械用鈦合金材料研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 于振濤,張明華,余森,劉春潮,汶斌斌,張亞峰. 中國醫(yī)療器械信息. 2012(07)
[5]電參數(shù)對鎂合金微弧氧化膜層生長的影響及耐蝕性研究[J]. 李小成,郝建民,張亞明,陳宏. 熱加工工藝. 2012(12)
[6]氧化時間對純鈦表面微弧氧化膜結(jié)構(gòu)特性的影響[J]. 朱瑞富,王志剛,王宏元,肖桂勇,呂宇鵬,小林郁. 硅酸鹽學(xué)報. 2011(11)
[7]蛋白質(zhì)作用下醫(yī)用金屬材料的腐蝕行為研究進展[J]. 劉成龍,王猛,張春艷,王玥霽,曾榮昌,黃偉九. 中國腐蝕與防護學(xué)報. 2011(01)
[8]不同疏水性能冠脈支架表面對溶血性能及蛋白吸附影響[J]. 張基昌,李淑梅,宋春莉,趙雷,劉佳,劉斌. 中國實驗診斷學(xué). 2010(04)
[9]關(guān)于Cycoloy* CP8320 PC/ABS樹脂和Xylex* X7509 PC/Polyester樹脂選擇性電鍍的比較與探討[J]. 張妍. 塑料制造. 2009(Z1)
[10]AZ91D鎂合金恒定小電流密度微弧氧化工藝[J]. 呂維玲,陳體軍,馬穎,徐衛(wèi)軍,王偉,郝遠. 中國有色金屬學(xué)報. 2008(09)
本文編號:3218293
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