壳聚糖—月桂酸偶联物改性钛材表面生物相容性和抗菌性能研究

发布时间：2017-04-05 17:05

  本文关键词：壳聚糖—月桂酸偶联物改性钛材表面生物相容性和抗菌性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于具有优良的机械性能和良好的生物相容性，钛及钛合金被广泛地应用于整形外科和牙科领域。然而，钛材本身缺乏骨诱导性、与周边骨组织整合性较差，且界面易发生细菌感染，从而导致植入体植入失败。植入体表面功能化是一种非常有前景的途径来提高骨整合性且抑制细菌粘附。 本文旨在以钛材为基材，通过改善其表面的相关特性，提高钛材的细胞相容性，同时抑制钛材的细菌粘附。首先利用酯化反应合成壳聚糖-月桂酸梯度浓度的偶联物（1wt%，，1.67wt%，2.5wt%），通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和氢谱核磁共振波谱仪(1HNMR)进行表征。结果表明：成功地合成了系列壳聚糖-月桂酸偶联物。其次，将壳聚糖-月桂酸偶联物固定在以聚多巴胺为中间层的钛基材表面，通过场发射扫描电镜（FE-SEM）和接触角检测仪进行表面形态表征。结果表明：聚多巴胺，壳聚糖-月桂酸偶联物成功地固定在钛材表面。体外细胞实验证实：和纯钛相比，固定有壳聚糖-月桂酸偶联物的钛基材表面可以显著地（p0.05或p0.01）促进成骨细胞粘附，并且提高细胞增殖、碱性磷酸酶活性和矿化能力。本文抗菌实验采用两种常见细菌——金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。接种4h之后，SEM观察可知，固定有壳聚糖-月桂酸偶联物的钛基材表面可以显著地抑制早期“关键期”内细菌的粘附。接种12h之后，通过CLSM及定量分析可知，壳聚糖-月桂酸偶联物具有良好的短期抗菌性能。最后，利用涂布平板法检测壳聚糖-月桂酸偶联物接钛基材的长期抑菌率，结果表明，在接种4d和7d后，壳聚糖-月桂酸偶联物接枝的钛基材能够有效地抑制细菌生长，具有较好的长期抗菌性能。本研究提供了一种有效地钛材表面改性方法，可以促进成骨细胞功能的同时抑制钛基材表面的细菌粘附，这对研发功能钛基植入体有潜在的科学意义。
【关键词】：钛材 壳聚糖-月桂酸偶联物 成骨细胞 增殖 抗菌能力
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 主要缩略词5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 问题的提出8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 钛植入体表面抗菌的研究现状10-11
• 1.2.2 壳聚糖的研究现状11-13
• 1.2.3 月桂酸的研究现状13
• 1.3 本文研究目的、意义及主要内容13-14
• 1.3.1 本文研究目的及意义13-14
• 1.3.2 本文研究的主要内容14
• 1.4 本文的创新点14-15
• 2 壳聚糖-月桂酸偶联物的合成与表征15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 壳聚糖-月桂酸偶联物的合成15-16
• 2.2.1 实验材料15-16
• 2.2.2 实验方法16
• 2.3 结果与分析16-21
• 2.3.1 壳聚糖-月桂酸偶联物红外光谱表征16-19
• 2.3.2 壳聚糖-月桂酸偶联物的核磁图谱分析19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 钛材表面壳聚糖-月桂酸偶联物固定及表征22-26
• 3.1 引言22
• 3.2 钛材表面壳聚糖-月桂酸偶联物的固定22-23
• 3.2.1 实验材料22-23
• 3.2.2 实验方法23
• 3.3 结果与分析23-25
• 3.3.1 表面形貌分析23-24
• 3.3.2 接触角的检测24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 4 壳聚糖—月桂酸偶联物对成骨细胞功能的影响26-38
• 4.1 引言26-27
• 4.2 成骨细胞在修饰钛材表面的粘附27-28
• 4.2.1 实验材料27
• 4.2.2 实验方法27-28
• 4.3 成骨细胞在修饰钛材表面的响应性研究28-31
• 4.3.1 细胞活性检测28-29
• 4.3.2 碱性磷酸酶的表达29-30
• 4.3.3 细胞矿化的定量检测30-31
• 4.4 结果与讨论31-37
• 4.4.1 成骨细胞形态观察31
• 4.4.2 成骨细胞在修饰钛材表面的粘附31-34
• 4.4.3 成骨细胞在修饰钛材表面的响应性研究34-37
• 4.5 本章小结37-38
• 5 壳聚糖—月桂酸偶联物抗菌性能的研究38-47
• 5.1 引言38
• 5.2 实验材料38-39
• 5.3 实验步骤39-40
• 5.3.1 细菌培养39
• 5.3.2 抗粘附实验39-40
• 5.3.3 长期抗菌性能检测-涂布平板法40
• 5.4 结果与分析40-46
• 5.4.1 抗粘附实验40-44
• 5.4.2 长期细菌活性检测-涂布平板法44-46
• 5.5 本章小结46-47
• 6 结论及后续工作建议47-50
• 6.1 结论47-48
• 6.2 未来工作的展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-58
• 附录58
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 巩沅鑫;赵先英;刘毅敏;;成骨细胞生物矿化过程中的调控机制[J];重庆医学;2009年05期

2 李凝,卢玉平,张小刚,康晓军;用虾、蟹壳制取止血海绵[J];桂林工学院学报;1999年02期

3 许云辉;杜兆芳;刘新;;壳聚糖亚胺改性棉纤维的结构与性能[J];纺织学报;2012年09期

4 许剑峰;;壳聚糖及其衍生物的药理活性研究进展[J];海峡药学;2006年06期

5 夏文水;;壳聚糖的生理活性及其在保健食品中的应用[J];中国食品学报;2003年01期

  本文关键词：壳聚糖—月桂酸偶联物改性钛材表面生物相容性和抗菌性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：287356