TiO 2-x N x 薄膜托槽的制备、性能及生物相容性研究
发布时间：2021-02-23 18:52
错（牙合）畸形是常见的口腔疾病,固定矫治技术是目前最主流的矫治方法。托槽是固定矫治技术中最核心的装置,贯穿固定矫治全程。然而,固定矫治过程中托槽周围出现的釉质脱矿已经成为了主要的不良并发症。据研究显示,固定矫治中托槽周围釉质脱矿的发病率从2%-96%不等。在以往的研究中,发现16.23%-97%的患者在正畸治疗结束后均存在不同程度的釉质脱矿。控制菌斑是预防釉质脱矿最有效的方法,以往预防固定矫治过程中出现的釉质脱矿主要是通过应用氟化物、抗菌粘接剂、激光照射、中药等手段。但以上方法因依赖于患者的合作以及药物浓度难以保持等原因而存在不足。本研究通过磁控溅射法,按照实验设计,在不锈钢金属托槽表面制备了18组Ti02薄膜试样,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、可见光光催化性能综合分析,确定溅射温度300℃、时间180分钟、氩／氮流量比30/1、退火温度450℃条件下制备的TiO2-xNx薄膜为日标薄膜试样,且目标薄膜均匀、致密,厚度为500nm左右,结晶性好,晶粒粒径30nm,是锐钛矿相结构,并在（101）方向上有良好的择优取向,氮元素质量比为4.24%；利用多功能材料表面试验仪、原...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 正畸治疗与釉质脱矿
1.1.1 细菌菌斑的形成及其特性
1.1.2 正畸治疗对菌斑形成的影响
1.1.3 菌斑导致釉质脱矿的机理
1.1.4 牙釉质脱矿的发病特点
1.1.5 传统预防牙釉质脱矿的方法
1.1.6 正畸托槽预防牙釉质脱矿的研究进展
1.2 光催化二氧化钛的研究进展
1.2.1 二氧化钛材料研究的背景
1.2.2 二氧化钛的结构和用途
1.2.3 二氧化钛的光催化反应原理
1.2.4 二氧化钛实现可见光响应能力的意义
1.2.5 通过掺杂提高二氧化钛可见光光催化活性的研究进展
1.2.5.1 贵金属沉积
1.2.5.2 金属元素掺杂二氧化钛
1.2.5.3 非金属元素掺杂二氧化钛
1.3 光催化二氧化钛成膜方法的研究进展
1.3.1 溶胶凝胶法
1.3.2 水热法
1.3.3 阳极氧化法
1.3.4 阳极沉积法
1.3.5 微弧氧化法
1.3.6 化学气相沉积法
1.3.7 磁控溅射法
1.4 光催化纳米二氧化钛生物安全性的研究进展
1.4.1 光催化纳米二氧化钛颗粒的生物安全性研究进展
1.4.1.1 纳米二氧化钛的细胞毒性研究
1.4.1.2 纳米二氧化钛的体内毒性研究
1.4.2 光催化纳米二氧化钛薄膜材料的生物安全性研究进展
1.4.2.1 纳米二氧化钛薄膜对钛合金修饰后的生物安全性研究
1.4.2.2 纳米二氧化钛薄膜对其它基底材料修饰后的生物安全性研究
1.5 本论文的选题及研究目标
1.6 本论文的结构
参考文献
第二章 实验部分
2.1 本实验使用的主要材料、试剂及仪器
2.1.1 材料
2.1.2 试剂
2.1.3 受试菌株
2.1.4 实验动物
2.1.5 设备仪器
2.2 样品的制备
2-xNx薄膜托槽试样的制备"> 2.2.1 TiO2-xNx薄膜托槽试样的制备
2.2.2 人工唾液和Hank's液的配制
2.2.3 细菌培养基的配制
2.2.4 细胞实验试剂的配制
2.2.5 离体牙的包埋
2.2.6 托槽的粘结
2.2.7 托槽灭菌
2.2.8 菌株复苏
2.2.9 细胞培养
2-xNx薄膜托槽试样浸提液的制备"> 2.2.10 TiO2-xNx薄膜托槽试样浸提液的制备
2.3 样品表征及性能测试方法
2.3.1 样品表征及可见光光催化性能测试
2.3.1.1 扫描电子显微镜（SEM）分析
2.3.1.2 Noran能谱仪（EDS）分析
2.3.1.3 X射线衍射仪（XRD）分析
2.3.1.4 可见光光催化性能测试
2.3.1.5 目标薄膜厚度分析
2.3.1.6 目标薄膜晶粒度分析
2.3.2 薄膜表面力学性能测试
2.3.2.1 薄膜附着力测试
2.3.2.2 表面粗糙度测试
2.3.2.3 摩擦力测试
2.3.2.4 剪切力测试
2.3.2.5 抗摩擦磨损性能测试
2.3.3 抗腐蚀性能测试
2.3.4 抗菌性能测试
2.3.4.1 菌落计数实验
2.3.4.2 粘附实验
2.3.5 细胞生物相容性能测试
2.3.5.1 MTT实验
2.3.5.2 细胞附着形态观察
2.3.5.3 细胞粘附实验
2.3.5.4 吖啶橙/溴乙锭（AO/EB）双荧光染色实验
2.3.6 动物生物相容性能测试
2-xNx薄膜托槽口腔黏膜刺激实验"> 2.3.6.1 TiO2-xNx薄膜托槽口腔黏膜刺激实验
2-xNx薄膜托槽短期全身毒性实验：经口途径"> 2.3.6.2 TiO2-xNx薄膜托槽短期全身毒性实验：经口途径
2-xNx薄膜托槽溶血实验"> 2.3.6.3 TiO2-xNx薄膜托槽溶血实验
2-xNx薄膜托槽微核实验"> 2.3.6.4 TiO2-xNx薄膜托槽微核实验
参考文献
2-xNx薄膜托槽的制备及可见光光催化性能研究">第三章 TiO2-xNx薄膜托槽的制备及可见光光催化性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.3 样品的表征及可见光光催化性能测试
3.4 结果与讨论
2-xNx薄膜结构与形貌"> 3.4.1 TiO2-xNx薄膜结构与形貌
3.4.1.1 XRD分析
3.4.1.2 EDS分析
3.4.1.3 SEM分析
2-xNx薄膜可见光光催化性能"> 3.4.2 TiO2-xNx薄膜可见光光催化性能
2-xNx薄膜厚度"> 3.4.3 目标TiO2-xNx薄膜厚度
2-xNx薄膜晶粒度"> 3.4.4 目标TiO2-xNx薄膜晶粒度
3.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽力学及其耐腐蚀性能研究">第四章 TiO2-xNx薄膜托槽力学及其耐腐蚀性能研究
4.1 引言
4.2 样品的制备
4.3 实验步骤
4.4 结果与讨论
2-xNx薄膜托槽的表面力学性能"> 4.4.1 TiO2-xNx薄膜托槽的表面力学性能
4.4.1.1 薄膜附着力
4.4.1.2 表面粗糙度
4.4.1.3 摩擦力
2-xNx薄膜托槽粘接强度"> 4.4.1.4 TiO2-xNx薄膜托槽粘接强度
2-xNx薄膜托槽的耐摩擦磨损性能"> 4.4.2 TiO2-xNx薄膜托槽的耐摩擦磨损性能
2-xNx薄膜托槽的抗腐蚀性能"> 4.4.3 TiO2-xNx薄膜托槽的抗腐蚀性能
4.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽抗菌性能研究">第五章 TiO2-xNx薄膜托槽抗菌性能研究
5.1 引言
5.2 样品的制备
5.3 实验步骤
5.4 结果与讨论
5.4.1 菌落计数实验
5.4.2 粘附实验
5.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽生物相容性研究">第六章 TiO2-xNx薄膜托槽生物相容性研究
6.1 引言
6.2 样品的制备
6.3 实验步骤
6.4 结果与讨论
2-xNx薄膜托槽的细胞相容性"> 6.4.1 TiO2-xNx薄膜托槽的细胞相容性
2-xNx薄膜托槽生物相容性的动物实验"> 6.4.2 TiO2-xNx薄膜托槽生物相容性的动物实验
6.5 结论
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 研究展望
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺氮TiO2-xNx薄膜托槽的制备及其性能研究[J]. 李娜,曹宝成,王育华,刘斌,张颖杰. 功能材料. 2011(S5)
[2]奥氏体不锈钢的变形程度及再结晶退火对硬度性能的影响[J]. 杨方敏,回士旭,高雷雷. 河北理工大学学报(自然科学版). 2011(01)
[3]低温下溶胶凝胶法制备TiO2纳米晶（英文）[J]. 陈志君,赵高凌,李红,张俊娟,宋斌,韩高荣. 无机化学学报. 2010(05)
[4]新型抗菌不锈钢微螺钉种植体的细胞毒性分析[J]. 张丹,张扬,卢利,杨柯,薛楠. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(16)
[5]激光优化金属托槽与普通金属托槽剪切强度比较的研究[J]. 宋志芸,陈中坚,邵胜,赵春洋,陈文静,樊新民. 口腔医学. 2010(03)
[6]Influences of working pressure on properties for TiO2 films deposited by DC pulse magnetron sputtering[J]. ZHANG Can1,2,DING Wanyu1,2,WANG Hualin1,2,CHAI Weiping 1,2,JU Dongying3 1.Institute of Optoelectronic Materials and Device,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China 2.School of Materials Science and Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China 3.Department of Material Science and Engineering,Saitama Institute of Technology,Fukaya 369-0293,Japan. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[7]磁控溅射对薄膜附着力的影响[J]. 余凤斌,陈莹. 绝缘材料. 2008(06)
[8]射频磁控溅射法制备TiO2-xNx薄膜的结构性能研究[J]. 冯磊,罗士雨,黄涛华,林辉,滕浩,汪洪,周圣明. 人工晶体学报. 2008(05)
[9]TiO2/PMMA人工晶状体的制备及动物安全性评价[J]. 刘冬生,翁景宁. 国际眼科杂志. 2008(08)
[10]纳米二氧化钛对小鼠肝肾的影响[J]. 王燕,康现江,丁士文,穆淑梅,王宇,曹辉彩. 环境与健康杂志. 2008(02)
硕士论文
[1]不同托槽底板结构影响粘接质量的三维有限元分析[D]. 殷桢.大连医科大学 2011
[2]不同弓丝—结扎方式摩擦力的实验研究[D]. 张媛媛.青岛大学 2010
[3]五倍子水提取物对菌斑生物膜形成的抑制作用的研究[D]. 王瑞.第四军医大学 2007
本文编号：3048063
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 正畸治疗与釉质脱矿
1.1.1 细菌菌斑的形成及其特性
1.1.2 正畸治疗对菌斑形成的影响
1.1.3 菌斑导致釉质脱矿的机理
1.1.4 牙釉质脱矿的发病特点
1.1.5 传统预防牙釉质脱矿的方法
1.1.6 正畸托槽预防牙釉质脱矿的研究进展
1.2 光催化二氧化钛的研究进展
1.2.1 二氧化钛材料研究的背景
1.2.2 二氧化钛的结构和用途
1.2.3 二氧化钛的光催化反应原理
1.2.4 二氧化钛实现可见光响应能力的意义
1.2.5 通过掺杂提高二氧化钛可见光光催化活性的研究进展
1.2.5.1 贵金属沉积
1.2.5.2 金属元素掺杂二氧化钛
1.2.5.3 非金属元素掺杂二氧化钛
1.3 光催化二氧化钛成膜方法的研究进展
1.3.1 溶胶凝胶法
1.3.2 水热法
1.3.3 阳极氧化法
1.3.4 阳极沉积法
1.3.5 微弧氧化法
1.3.6 化学气相沉积法
1.3.7 磁控溅射法
1.4 光催化纳米二氧化钛生物安全性的研究进展
1.4.1 光催化纳米二氧化钛颗粒的生物安全性研究进展
1.4.1.1 纳米二氧化钛的细胞毒性研究
1.4.1.2 纳米二氧化钛的体内毒性研究
1.4.2 光催化纳米二氧化钛薄膜材料的生物安全性研究进展
1.4.2.1 纳米二氧化钛薄膜对钛合金修饰后的生物安全性研究
1.4.2.2 纳米二氧化钛薄膜对其它基底材料修饰后的生物安全性研究
1.5 本论文的选题及研究目标
1.6 本论文的结构
参考文献
第二章 实验部分
2.1 本实验使用的主要材料、试剂及仪器
2.1.1 材料
2.1.2 试剂
2.1.3 受试菌株
2.1.4 实验动物
2.1.5 设备仪器
2.2 样品的制备
2-xNx薄膜托槽试样的制备"> 2.2.1 TiO2-xNx薄膜托槽试样的制备
2.2.2 人工唾液和Hank's液的配制
2.2.3 细菌培养基的配制
2.2.4 细胞实验试剂的配制
2.2.5 离体牙的包埋
2.2.6 托槽的粘结
2.2.7 托槽灭菌
2.2.8 菌株复苏
2.2.9 细胞培养
2-xNx薄膜托槽试样浸提液的制备"> 2.2.10 TiO2-xNx薄膜托槽试样浸提液的制备
2.3 样品表征及性能测试方法
2.3.1 样品表征及可见光光催化性能测试
2.3.1.1 扫描电子显微镜（SEM）分析
2.3.1.2 Noran能谱仪（EDS）分析
2.3.1.3 X射线衍射仪（XRD）分析
2.3.1.4 可见光光催化性能测试
2.3.1.5 目标薄膜厚度分析
2.3.1.6 目标薄膜晶粒度分析
2.3.2 薄膜表面力学性能测试
2.3.2.1 薄膜附着力测试
2.3.2.2 表面粗糙度测试
2.3.2.3 摩擦力测试
2.3.2.4 剪切力测试
2.3.2.5 抗摩擦磨损性能测试
2.3.3 抗腐蚀性能测试
2.3.4 抗菌性能测试
2.3.4.1 菌落计数实验
2.3.4.2 粘附实验
2.3.5 细胞生物相容性能测试
2.3.5.1 MTT实验
2.3.5.2 细胞附着形态观察
2.3.5.3 细胞粘附实验
2.3.5.4 吖啶橙/溴乙锭（AO/EB）双荧光染色实验
2.3.6 动物生物相容性能测试
2-xNx薄膜托槽口腔黏膜刺激实验"> 2.3.6.1 TiO2-xNx薄膜托槽口腔黏膜刺激实验
2-xNx薄膜托槽短期全身毒性实验：经口途径"> 2.3.6.2 TiO2-xNx薄膜托槽短期全身毒性实验：经口途径
2-xNx薄膜托槽溶血实验"> 2.3.6.3 TiO2-xNx薄膜托槽溶血实验
2-xNx薄膜托槽微核实验"> 2.3.6.4 TiO2-xNx薄膜托槽微核实验
参考文献
2-xNx薄膜托槽的制备及可见光光催化性能研究">第三章 TiO2-xNx薄膜托槽的制备及可见光光催化性能研究
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.3 样品的表征及可见光光催化性能测试
3.4 结果与讨论
2-xNx薄膜结构与形貌"> 3.4.1 TiO2-xNx薄膜结构与形貌
3.4.1.1 XRD分析
3.4.1.2 EDS分析
3.4.1.3 SEM分析
2-xNx薄膜可见光光催化性能"> 3.4.2 TiO2-xNx薄膜可见光光催化性能
2-xNx薄膜厚度"> 3.4.3 目标TiO2-xNx薄膜厚度
2-xNx薄膜晶粒度"> 3.4.4 目标TiO2-xNx薄膜晶粒度
3.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽力学及其耐腐蚀性能研究">第四章 TiO2-xNx薄膜托槽力学及其耐腐蚀性能研究
4.1 引言
4.2 样品的制备
4.3 实验步骤
4.4 结果与讨论
2-xNx薄膜托槽的表面力学性能"> 4.4.1 TiO2-xNx薄膜托槽的表面力学性能
4.4.1.1 薄膜附着力
4.4.1.2 表面粗糙度
4.4.1.3 摩擦力
2-xNx薄膜托槽粘接强度"> 4.4.1.4 TiO2-xNx薄膜托槽粘接强度
2-xNx薄膜托槽的耐摩擦磨损性能"> 4.4.2 TiO2-xNx薄膜托槽的耐摩擦磨损性能
2-xNx薄膜托槽的抗腐蚀性能"> 4.4.3 TiO2-xNx薄膜托槽的抗腐蚀性能
4.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽抗菌性能研究">第五章 TiO2-xNx薄膜托槽抗菌性能研究
5.1 引言
5.2 样品的制备
5.3 实验步骤
5.4 结果与讨论
5.4.1 菌落计数实验
5.4.2 粘附实验
5.5 结论
参考文献
2-xNx薄膜托槽生物相容性研究">第六章 TiO2-xNx薄膜托槽生物相容性研究
6.1 引言
6.2 样品的制备
6.3 实验步骤
6.4 结果与讨论
2-xNx薄膜托槽的细胞相容性"> 6.4.1 TiO2-xNx薄膜托槽的细胞相容性
2-xNx薄膜托槽生物相容性的动物实验"> 6.4.2 TiO2-xNx薄膜托槽生物相容性的动物实验
6.5 结论
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 研究展望
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]掺氮TiO2-xNx薄膜托槽的制备及其性能研究[J]. 李娜,曹宝成,王育华,刘斌,张颖杰. 功能材料. 2011(S5)
[2]奥氏体不锈钢的变形程度及再结晶退火对硬度性能的影响[J]. 杨方敏,回士旭,高雷雷. 河北理工大学学报(自然科学版). 2011(01)
[3]低温下溶胶凝胶法制备TiO2纳米晶（英文）[J]. 陈志君,赵高凌,李红,张俊娟,宋斌,韩高荣. 无机化学学报. 2010(05)
[4]新型抗菌不锈钢微螺钉种植体的细胞毒性分析[J]. 张丹,张扬,卢利,杨柯,薛楠. 中国组织工程研究与临床康复. 2010(16)
[5]激光优化金属托槽与普通金属托槽剪切强度比较的研究[J]. 宋志芸,陈中坚,邵胜,赵春洋,陈文静,樊新民. 口腔医学. 2010(03)
[6]Influences of working pressure on properties for TiO2 films deposited by DC pulse magnetron sputtering[J]. ZHANG Can1,2,DING Wanyu1,2,WANG Hualin1,2,CHAI Weiping 1,2,JU Dongying3 1.Institute of Optoelectronic Materials and Device,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China 2.School of Materials Science and Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian 116028,China 3.Department of Material Science and Engineering,Saitama Institute of Technology,Fukaya 369-0293,Japan. Journal of Environmental Sciences. 2009(06)
[7]磁控溅射对薄膜附着力的影响[J]. 余凤斌,陈莹. 绝缘材料. 2008(06)
[8]射频磁控溅射法制备TiO2-xNx薄膜的结构性能研究[J]. 冯磊,罗士雨,黄涛华,林辉,滕浩,汪洪,周圣明. 人工晶体学报. 2008(05)
[9]TiO2/PMMA人工晶状体的制备及动物安全性评价[J]. 刘冬生,翁景宁. 国际眼科杂志. 2008(08)
[10]纳米二氧化钛对小鼠肝肾的影响[J]. 王燕,康现江,丁士文,穆淑梅,王宇,曹辉彩. 环境与健康杂志. 2008(02)
硕士论文
[1]不同托槽底板结构影响粘接质量的三维有限元分析[D]. 殷桢.大连医科大学 2011
[2]不同弓丝—结扎方式摩擦力的实验研究[D]. 张媛媛.青岛大学 2010
[3]五倍子水提取物对菌斑生物膜形成的抑制作用的研究[D]. 王瑞.第四军医大学 2007
本文编号：3048063
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