载银二氧化钛纳米管的制备及其抗菌性能的研究

发布时间：2017-11-28 10:25

本文关键词：载银二氧化钛纳米管的制备及其抗菌性能的研究

【摘要】：钛及其合金由于其良好的力学性质和生物相容性而被广泛用作骨植入材料,但植入后由于生物活性差,易发生感染,所以需要对其进行表面改性。Ti02无毒无副作用,且具有良好的光催化性能和抗菌性能,但用于体内植入材料时,由于无光照,其光催化效果低,抗菌性差,表面载银可以改善这一问题。钛表面Ti02纳米管阵列比表面积大,活性高,负载性好,将纳米银粒子载入Ti02纳米管阵列,可使钛和钛合金不仅具有生物活性,也具有优良的抗菌性。本论文采用电化学阳极氧化法在钛表面制备了二氧化钛纳米管薄膜(TNTs),通过控制电压得到四种不同管径的TNTs,利用扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行了表征,得到四种管径分别为25nm,50nm,75nm,100nm0通过控制热处理温度得到三种不同晶型的TNTs,利用X射线衍射(XRD)对其晶型进行了测试,接触角测试考查了材料表面的润湿性和表面能。采用光还原法在TNTs表面沉积银,制备了载银二氧化钛纳米管(TNTs-Ag),并通过SEM、电子衍射能谱(EDX)、XRD、X射线光电子能谱(XPS)、接触角等测试检测了二氧化钛纳米管表面银的沉积效果,发现银纳米粒子以单质银的形式均匀地分布在TNTs上。以TNTs-100为基底,通过控制银浓度制备了三种不同银含量的TNTs-Ag,记为：100-Ag-20,100-Ag-40,100-Ag-80;同时又分别以TNTs-50, TNTs-75,TNTs-100为底材在同一银浓度下制备了三种不同管径的TNTs-Ag,记为：50-Ag-40,75-Ag-40,100-Ag-40。利用原子吸收光谱(AAS)检测研究了不同TNTs-Ag的银释放动力学。发现同一载银浓度下,三种不同管径的TNTs-Ag的银释放量无显著性差异,而释放速率有所不同,50-Ag-40释放的最慢；同一管径下,三种不同银浓度下制备的TNTs-Ag中,100-Ag-80的载银量最大,释放银量最多。本论文还通过对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抗菌实验考查了三种不同晶型的TNTs、三种不同管径TNTs、三种不同管径的TNTs-Ag和三种不同银浓度下的TNTs-Ag分别在暗光和紫外光下的抗菌性能,研究了表面形貌、结构和表面银释放量对抗菌性能的影响。发现所有材料在紫外光下的抗菌效果均比在暗光好；载银后材料的抗菌性能明显提高,即使在暗光下也具有较好的抗菌效果；在紫外光照和暗光下TNTs和TNTs-Ag的抗菌率均随着管径的增大而提高。本文最后通过对间充质干细胞的培养考查了材料的细胞相容性,采用荧光显微镜观察细胞生长情况,Alamar Blue检测细胞增殖情况,发现细胞在载银纳米管材料上生长良好,载银后虽有弱的细胞毒性,但在一定范围内影响不大。研究结果表明钛表面纳米管载银后可望作为抗菌性骨替换材料用于临床,其纳米管管径,Ag的分布和尺寸,银含量及其释放行为均能影响其抗菌效果。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1;R318.08

【参考文献】

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