利用相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男缘闹苯咏饘偌す鉄Y(jié)鈦表面構(gòu)建抗菌涂層的研究
發(fā)布時間：2018-03-17 03:05
本文選題：直接金屬激光燒結(jié) 切入點：相轉(zhuǎn)變?nèi)芫?/strong> 出處：《天津醫(yī)科大學(xué)》2017年碩士論文 論文類型：學(xué)位論文
【摘要】：目的:隨著數(shù)字技術(shù)革命的發(fā)展,三維(3D)打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)界的應(yīng)用得到廣泛的關(guān)注。目前,結(jié)合CAD/CAM技術(shù),直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)能夠依據(jù)物體的三維計算機數(shù)據(jù)模型制造出多功能梯度性粗糙多孔的鈦種植體,這種粗糙多孔的鈦種植體的硬度和彈性模量極為接近天然骨組織,其應(yīng)力傳導(dǎo)與機體相似。同時,這種粗糙多孔結(jié)構(gòu)也為新骨長入提供特定的嵌合位點,增強了種植體的骨結(jié)合強度和穩(wěn)定性,且相互貫通的孔隙表面形貌微觀結(jié)構(gòu)更利于成骨過程中血管化及營養(yǎng)代謝物質(zhì)運輸。然而,這種多孔球化的表面形貌特點也導(dǎo)致了種植體的微觀粗糙度的加大,有可能為細菌提供了更多結(jié)合位點,細菌的定植和隨后細菌生物膜的形成不僅會引起種植體周圍組織發(fā)生感染,同時對于細胞的粘附,增殖和分化也可能會產(chǎn)生影響。為了預(yù)防種植體相關(guān)感染的發(fā)生,本研究在直接金屬激光燒結(jié)鈦表面應(yīng)用一種新型的相轉(zhuǎn)變?nèi)芫干锔男圆牧蠘?gòu)建基礎(chǔ)初始功能層。然后在相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男缘拟伇砻嫱ㄟ^層層自組裝的方法在透明質(zhì)酸/殼聚糖聚電解質(zhì)水凝膠涂層中加載鹽酸米諾環(huán)素來實現(xiàn)種植體的抗菌效能。方法:1.通過直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)加工制作直徑為10mm的表面微粗糙度多孔的種植體表面,在鈦片表面構(gòu)建相轉(zhuǎn)變?nèi)芫腹δ芨男酝繉?在此基礎(chǔ)上通過自組裝方法將帶相反電荷的透明質(zhì)酸和載有米諾環(huán)素的殼聚糖溶液交替涂覆在相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男缘拟伷砻?構(gòu)建具有抗菌活性的聚電解質(zhì)復(fù)合涂層。使用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)觀察各階段涂層組裝后的表面形貌特征;X射線光電子能譜(XPS)剖析各階段自組裝涂層的元素組成及比例;接觸角測量儀檢測各階段涂層組裝后接觸角大小變化;納米壓痕儀檢測各階段自組裝涂層的力學(xué)變化。2.應(yīng)用平板菌落計數(shù)法評價加載米諾環(huán)素的抗菌涂層對格氏鏈球菌和血鏈球菌屬的體外抗菌效果;經(jīng)SYTO 9/PI熒光染色后通過激光共聚焦顯微鏡(CLSM)觀察試樣表面早期細菌粘附的活性狀況。3.應(yīng)用小鼠前成骨細胞MC3T3-E1體外培養(yǎng)的方法評價加載米諾環(huán)素自組裝抗菌涂層的生物相容性。使用乳酸脫氫酶試劑盒檢測經(jīng)過相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男员砻婧妥越M裝后抗菌涂層的細胞毒性;CLSM觀察加試樣表面早期細胞粘附形態(tài)和數(shù)量;CCK-8法表征材料表面細胞增殖情況;使用堿性磷酸酶試劑盒(ALPKit)對試樣上細胞的成骨分化進行定量表征。結(jié)果:1.成功制備直徑為10mm直接金屬激光燒結(jié)鈦片,FE-SEM結(jié)果顯示了DMLS-Ti粗糙多孔的表面形貌以及相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男酝繉雍妥越M裝涂層的均勻分布情況。XPS結(jié)果表明相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男酝繉雍妥越M裝涂層都成功定植于鈦片表面。接觸角實驗表明改性及組裝后的試樣接觸角減小,加載米諾環(huán)素后稍顯增高,總體親水性得到很大提高。納米壓痕實驗結(jié)果表明在試樣加載涂層后硬度和彈性模量有所降低。2.鹽酸米諾環(huán)素的緩釋實驗表明聚電解質(zhì)抗菌涂層達到了藥物控釋效果,平板菌落計數(shù)實驗和CLSM結(jié)果表明加載米諾環(huán)素抗菌涂層后可以有效抑制早期格氏鏈球菌和血鏈球菌的活性。3.體內(nèi)細胞實驗表明相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男酝繉雍妥越M裝涂層無毒性,對于小鼠前成骨細胞早期粘附,增殖,成骨分化具有促進作用。結(jié)論:這項研究結(jié)果表明在相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男缘闹苯咏饘偌す鉄Y(jié)鈦基材表面通過層層自組裝技術(shù)加載米諾環(huán)素的透明質(zhì)酸/殼聚糖聚電解質(zhì)水凝膠涂層來實現(xiàn)種植體的抗菌和成骨雙重功能是可行的。相轉(zhuǎn)變的溶菌酶由于制作簡單,低價易得,高安全性將為種植體表面改性提供了新思路。同時,實驗結(jié)果證實了層層自組裝技術(shù)同時也適用于直接金屬激光燒結(jié)鈦這種特殊的表面形貌。因此,直接金屬激光燒結(jié)技術(shù),相轉(zhuǎn)變?nèi)芫父男苑椒ê蛯訉幼越M裝技術(shù)相結(jié)合方法將會受到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注,同時對于直接金屬激光燒結(jié)鈦種植體表面改性后臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R783.1
【參考文獻】
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，本文編號：1622861
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