钛材料表面PDA修饰及生物学应用

发布时间：2017-08-08 20:22

  本文关键词：钛材料表面PDA修饰及生物学应用

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【摘要】：Ti及Ti合金材料具有优异的力学性能、生物相容性和抗腐蚀性,是良好的骨植入材料,广泛应用于骨科、齿科等整形外科手术中。然而,Ti基植入材料表面具有生物惰性,难以与周围生物组织相互键合,容易导致植入体松动;同时,细菌感染导致的植入失败也是一个重要问题。本论文对Ti材料进行表面改性,以提高Ti材料的生物活性和抗菌性能。利用多巴胺的氧化自聚合特点在Ti材料表面成功地制备聚多巴胺(Polydopamine,PDA)涂层。PDA涂层能显著促进羟基磷灰石的形核与生长。体外小鼠成骨细胞培养实验表明,PDA涂层无细胞毒性,可以提高细胞的初始粘附,有利于细胞的铺展和生长,促进成骨标志物碱性磷酸酶的表达。本部分研究表明PDA涂层能有效提高Ti材料的生物活性和促新骨生成的能力。通过电化学阳极氧化法在Ti片表面制备TiO_2纳米管阵列,利用多巴胺的还原性在纳米管表面制备出负载Ag纳米颗粒的PDA涂层(Ag-PDA-TiO_2)。纳米管和PDA表现出双重载银功能,涂层表面的Ag逐渐释放,产生原位抗菌效果,阻止细菌生物膜的形成。体外抗菌实验表明,Ag-PDA-TiO_2涂层能对大肠杆菌的抑制效果长达14天。
【关键词】：钛植入体 多巴胺 银 生物活性 抗菌性
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 文献综述8-16
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.1.1 钛基植入体材料概述8-9
• 1.1.2 钛基植入体材料的研究现状9-10
• 1.2 钛基植入体材料表面改性方法与策略10
• 1.3 聚多巴胺表面涂层技术10-13
• 1.3.1 聚多巴胺简介10-12
• 1.3.2 聚多巴胺表面涂层技术及功能化12-13
• 1.4 钛基植入体材料载银及抗菌研究13-14
• 1.4.1 植入体材料染菌及应对方案13-14
• 1.4.2 植入体材料载银及抗菌方法14
• 1.5 本论文研究背景及主要内容14-16
• 第2章 Ti表面PDA涂层对成骨细胞和羟基磷灰石生长性能研究16-30
• 2.1 引言16-17
• 2.2 实验部分17-21
• 2.2.1 实验试剂及材料17-18
• 2.2.2 实验设备仪器18
• 2.2.3 材料制备方法18-19
• 2.2.4 材料表征方法19
• 2.2.5 接触角测试19
• 2.2.6 样品表面羟基磷灰石（HAP）的形核和生长实验方法19-20
• 2.2.7 样品表面细胞培养实验方法20-21
• 2.2.7.1 样品表面小鼠成骨细胞培养20
• 2.2.7.2 小鼠成骨细胞粘附与增殖实验20
• 2.2.7.3 成骨细胞SEM图检测20-21
• 2.2.7.4 碱性磷酸酶（ALP）活性测试21
• 2.2.8 数据统计分析21
• 2.3 实验结果与分析21-28
• 2.3.1 样品PDA-Ti和Ti材料表征21-23
• 2.3.2 材料表面浸润性分析23-24
• 2.3.3 羟基磷灰石（HAP）在样品表面形核及生长状况24-26
• 2.3.4 小鼠成骨细胞在样品表面生长状况26-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第3章 Ti基材料PDA涂层载Ag抗菌性能研究30-45
• 3.1 引言30-31
• 3.2 实验部分31-35
• 3.2.1 实验试剂及材料31-32
• 3.2.2 实验仪器设备32-33
• 3.2.3 实验材料制备33-35
• 3.2.3.1 Ag-PDA-TiO_2制备33-34
• 3.2.3.2 抗菌实验34-35
• 3.2.4 实验材料表征35
• 3.2.5 接触角测试35
• 3.2.6 样品Ag缓释测试35
• 3.3 实验数据及分析35-44
• 3.3.1 样品材料表面表征分析35-40
• 3.3.2 样品材料中Ag缓释及抗菌实验分析40-44
• 3.4 本章小节44-45
• 第4章 研究结论和展望45-47
• 4.1 研究结论45
• 4.2 研究展望45-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-55
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文与专利55-56
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 Delu Li;Yejun Zhang;Lun Li;Feng Hu;Hongchao Yang;Changhong Wang;Qiangbin Wang;;Polydopamine directed MnO@C microstructures as electrode for lithium ion battery[J];Science China(Chemistry);2016年01期

2 于振涛;张明华;余森;刘春潮;汶斌斌;张亚峰;;中国医疗器械用钛合金材料研发、生产与应用现状分析[J];中国医疗器械信息;2012年07期

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本文编号：641867