本文關鍵詞：載銀二氧化鈦納米管的制備及其抗菌性能的研究

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【摘要】：鈦及其合金由于其良好的力學性質(zhì)和生物相容性而被廣泛用作骨植入材料,但植入后由于生物活性差,易發(fā)生感染,所以需要對其進行表面改性。Ti02無毒無副作用,且具有良好的光催化性能和抗菌性能,但用于體內(nèi)植入材料時,由于無光照,其光催化效果低,抗菌性差,表面載銀可以改善這一問題。鈦表面Ti02納米管陣列比表面積大,活性高,負載性好,將納米銀粒子載入Ti02納米管陣列,可使鈦和鈦合金不僅具有生物活性,也具有優(yōu)良的抗菌性。 本論文采用電化學陽極氧化法在鈦表面制備了二氧化鈦納米管薄膜(TNTs),通過控制電壓得到四種不同管徑的TNTs,利用掃描電子顯微鏡(SEM)對其表面形貌進行了表征,得到四種管徑分別為25nm,50nm,75nm,100nm0通過控制熱處理溫度得到三種不同晶型的TNTs,利用X射線衍射(XRD)對其晶型進行了測試,接觸角測試考查了材料表面的潤濕性和表面能。采用光還原法在TNTs表面沉積銀,制備了載銀二氧化鈦納米管(TNTs-Ag),并通過SEM、電子衍射能譜(EDX)、XRD、X射線光電子能譜(XPS)、接觸角等測試檢測了二氧化鈦納米管表面銀的沉積效果,發(fā)現(xiàn)銀納米粒子以單質(zhì)銀的形式均勻地分布在TNTs上。以TNTs-100為基底,通過控制銀濃度制備了三種不同銀含量的TNTs-Ag,記為：100-Ag-20,100-Ag-40,100-Ag-80;同時又分別以TNTs-50, TNTs-75,TNTs-100為底材在同一銀濃度下制備了三種不同管徑的TNTs-Ag,記為：50-Ag-40,75-Ag-40,100-Ag-40。利用原子吸收光譜(AAS)檢測研究了不同TNTs-Ag的銀釋放動力學。發(fā)現(xiàn)同一載銀濃度下,三種不同管徑的TNTs-Ag的銀釋放量無顯著性差異,而釋放速率有所不同,50-Ag-40釋放的最慢；同一管徑下,三種不同銀濃度下制備的TNTs-Ag中,100-Ag-80的載銀量最大,釋放銀量最多。 本論文還通過對革蘭氏陰性菌(大腸桿菌)和革蘭氏陽性菌(金黃色葡萄球菌)的抗菌實驗考查了三種不同晶型的TNTs、三種不同管徑TNTs、三種不同管徑的TNTs-Ag和三種不同銀濃度下的TNTs-Ag分別在暗光和紫外光下的抗菌性能,研究了表面形貌、結(jié)構(gòu)和表面銀釋放量對抗菌性能的影響。發(fā)現(xiàn)所有材料在紫外光下的抗菌效果均比在暗光好；載銀后材料的抗菌性能明顯提高,即使在暗光下也具有較好的抗菌效果；在紫外光照和暗光下TNTs和TNTs-Ag的抗菌率均隨著管徑的增大而提高。 本文最后通過對間充質(zhì)干細胞的培養(yǎng)考查了材料的細胞相容性,采用熒光顯微鏡觀察細胞生長情況,Alamar Blue檢測細胞增殖情況,發(fā)現(xiàn)細胞在載銀納米管材料上生長良好,載銀后雖有弱的細胞毒性,但在一定范圍內(nèi)影響不大。 研究結(jié)果表明鈦表面納米管載銀后可望作為抗菌性骨替換材料用于臨床,其納米管管徑,Ag的分布和尺寸,銀含量及其釋放行為均能影響其抗菌效果。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TB383.1;R318.08

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本文編號：1233653