本文關(guān)鍵詞：醫(yī)用鈦合金表面抗菌與生物活性雙功能雜化涂層的構(gòu)建

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【摘要】：生物醫(yī)用鈦植入體材料因為其優(yōu)異力學(xué)性質(zhì)及優(yōu)良生物相容性,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于硬組織的修復(fù)。但是鈦作為植入體發(fā)生的相關(guān)性感染仍然是急需解決的問題,因為這類感染會引起連鎖并發(fā)癥。外科手術(shù)中的細(xì)菌感染,目前是臨床上面臨的棘手問題。全面的消毒和嚴(yán)格的無菌操作條例等措施下,術(shù)后感染也經(jīng)常發(fā)生。植入體發(fā)生高概率的相關(guān)性的感染主要是由于:植入體表面形成的細(xì)菌生物膜以及組織免疫能力低下。因此可以通過表面功能涂層構(gòu)建的方法對其進行表面修飾,除了改善生物活性,還賦予其一定的功能性,如抗菌性等。改善生物活性,目前主要的解決方法是在植入體表面形成磷灰石,形成骨性結(jié)合,但磷灰石與鈦基體的結(jié)合力弱,容易脫落。臨床上治療細(xì)菌感染的主要途徑是進行抗生素注射,而抗生素抗菌具有一定的特異性,需要長期注射并且會引發(fā)細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生�；谝陨蠁栴},本文以醫(yī)用鈦及其合金為基底,通過兩種表面雙功能雜化涂層的構(gòu)建,來提高植入體的抗菌性和生物相容性。研究基本內(nèi)容如下:通過多巴胺的自聚合反應(yīng)在Ti基底上形成一層薄薄的聚多巴胺粘附層,隨后在模擬體液(SBF)中經(jīng)過14天的礦化浸泡,沉積出一層具有生物活性特性的羥基磷灰石涂層,再使用光照還原的方法在其表面上負(fù)載一層抗菌銀。殼聚糖的水溶液按2mg/ml的濃度旋涂至基體表面形成一層緩釋層。根據(jù)SEM、XRD和TEM分析表明,聚多巴胺涂層可以促進類骨羥基磷灰石在鈦基體上的沉積,并且提高了羥基磷灰石與基底材料表面之間的結(jié)合強度。載銀涂層的SEM、XRD、EDS等測試手段的結(jié)果分析表明,抗菌銀在羥基磷灰石上的分布較為均勻,獲得的抗菌銀雖然對膜層的表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響,但膜層仍然具有較高生物活性。通過ICP的測試方法,檢測銀離子的釋放濃度,隨著初始硝酸銀浸泡濃度增大,涂層中銀含量的越高,銀離子的釋放濃度逐漸增加:隨著殼聚糖涂覆層層數(shù)的增加,銀離子的釋放濃度增加緩慢,當(dāng)層數(shù)增加到7層時,第14天的銀離子的釋放濃度為無殼聚糖涂覆的30%。使用大腸桿菌和金黃色葡萄球菌兩種常見菌種進行定性和定量檢測復(fù)合涂層的抗菌性能。隨銀含量的增多,涂層對大腸桿菌菌種的抑菌率最高達(dá)到93%,對金黃色葡萄球菌菌種的抑菌效率最高達(dá)到78%。而隨著殼聚糖涂覆厚度的增加,樣品的抗菌率逐漸降低,細(xì)胞毒性也會隨之減小。制備摻雜納米銀和納米氧化鋅的羥基磷灰石粉末,隨后用二維激光平臺進行激光涂覆,使粉體熔覆至Ti-6A1-4V鈦合金表面。XRD結(jié)果表明激光熔覆使得預(yù)涂層與基底的結(jié)合是通過界面的化學(xué)反應(yīng)來達(dá)到的,從而不易發(fā)生涂層脫落的現(xiàn)象,提高了粉體與基體結(jié)合強度很高�？咕鷮嶒炛�,隨著脈寬增加,抗菌率逐漸提高。MC3T3-E1在材料表面呈現(xiàn)良好增殖結(jié)果。而血小板在試樣材料表面的粘附也根據(jù)樣品表面組分的不同而顯示不同的表面粘附形貌。本研究將在鈦表面經(jīng)過層層組裝以及激光熔覆的方法,制備具有抗菌活性和生物活性的雙功能雜化涂層。
【關(guān)鍵詞】：鈦 銀 雜化涂層 抗菌涂層 生物活性
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-29
• 1.1 骨組織及骨組織工程概述15-18
• 1.1.1 骨組織的基本組成15
• 1.1.2 骨的分級結(jié)構(gòu)15-18
• 1.1.3 骨組織工程概述18
• 1.2 醫(yī)用鈦植入體骨材料及其表面改性18-21
• 1.2.1 生物醫(yī)用鈦植入體骨材料18-19
• 1.2.2 生物醫(yī)用鈦植入體表面改性19-21
• 1.3 醫(yī)用鈦植入體相關(guān)感染21-22
• 1.4 鈦植入體材料表面抗菌涂層的研究現(xiàn)狀22-26
• 1.4.1 無機抗菌劑涂層23-24
• 1.4.2 載抗生素涂層24-26
• 1.4.3 有機非抗生素涂層26
• 1.4.4 抗粘附涂層及其他聚合物涂層26
• 1.5 本文的課題背景及主要研究內(nèi)容26-29
• 1.5.1 課題背景26-27
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容27-29
• 第2章 銀摻雜的羥基磷灰石雜化涂層的制備29-39
• 2.1 前言29
• 2.2 實驗部分29-32
• 2.2.1 實驗原料及主要設(shè)備29-30
• 2.2.2 試樣的制備30-31
• 2.2.3 試樣表面表征31
• 2.2.4 涂層中銀的釋放31-32
• 2.3 結(jié)果32-38
• 2.3.1 聚多巴胺修飾的鈦表面形貌及成分分析32-33
• 2.3.2 表面沉積納米羥基磷灰石形貌分析33-34
• 2.3.3 銀摻雜后試樣表面形貌分析34-35
• 2.3.4 殼聚糖涂層的紅外分析35-36
• 2.3.5 銀離子的釋放36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 載銀羥基磷灰石涂層的抗菌性及生物活性的研究39-49
• 3.1 前言39
• 3.2 實驗部分39-41
• 3.2.1 實驗原料及主要設(shè)備39-40
• 3.2.2 試樣的制備40
• 3.2.3 抗菌實驗40-41
• 3.2.4 成骨細(xì)胞的培養(yǎng)41
• 3.2.5 細(xì)胞活性檢測41
• 3.3 結(jié)果41-47
• 3.3.1 不同含銀量涂層的抗菌率41-42
• 3.3.2 不同含銀量涂層的抑菌圈測試42-43
• 3.3.3 不同厚度殼聚糖涂覆層的抗菌率43-44
• 3.3.4 不同厚度殼聚糖涂覆層的抑菌圈測試44-45
• 3.3.5 抗菌涂層的細(xì)胞毒性測試結(jié)果45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第4章 激光涂覆技術(shù)制備Ag/ZnO生物活性涂層及其生物學(xué)性能的研究49-60
• 4.1 前言49
• 4.2 實驗部分49-52
• 4.2.1 實驗原料及主要設(shè)備49-50
• 4.2.2 試樣的制備50-51
• 4.2.3 試樣表面表征51
• 4.2.4 抗菌實驗51-52
• 4.2.5 成骨細(xì)胞的培養(yǎng)52
• 4.2.6 細(xì)胞毒性檢測52
• 4.2.7 血小板黏附功能試驗52
• 4.3 結(jié)果52-58
• 4.3.1 SEM表面形貌分析52-53
• 4.3.2 XRD結(jié)果53-54
• 4.3.3 抗菌性54-56
• 4.3.4 細(xì)胞毒性56-57
• 4.3.5 血小板SEM結(jié)果57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-73
• 碩士期間的研究成果73-74
• 致謝74

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本文編號：939081