医用金属材料表面功能涂层的构建及其生物学性能的研究
发布时间：2021-04-14 04:19
医用钛（Ti）因密度小、生物相容性好,在心脏瓣膜等领域有广阔应用前景;医用镁合金（Mg）因可以降解在心血管支架等领域也受到广泛研究。但它们自身都不具有抗血栓和抗菌能力,在与血液接触时容易形成血栓,同时表面易粘附细菌导致感染,在一些与血液接触的设备领域应用（如心血管支架、心脏瓣膜、生物传感器等）受到限制。针对上述问题,本课题通过层层自组装技术分别在Ti和Mg基体表面制备了抗凝血、抗菌功能涂层。通过场发射扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）检测样品表面的形貌和粗糙度;采用X射线光电子能谱（XPS）检测样品的元素价态;水接触角（WCA）用于表征样品表面的润湿性。通过体外凝血、血小板粘附、抗菌实验、细胞静态培养以及电化学测试对涂层的生物学性能和耐蚀性能进行了表征。论文的主要内容如下:（1）通过共价固定和静电结合在Ti表面制备了肝素（Hep）/壳聚糖（Chi）涂层。碱处理后Ti表面形成大量羟基,可与Hep共价结合,将Hep固定在Ti表面;Chi与Hep带相反电荷,可通过静电结合,固定到肝素化Ti表面,形成抗凝血、抗菌的Hep/Chi涂层。SEM、AFM、WAC和XPS的结果表明,He...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 医用金属材料
1.1.1 Ti及其合金
1.1.2 Mg及其合金
1.1.3 铁及其合金
1.2 血液接触设备
1.2.1 血管支架
1.2.2 人工心脏瓣膜
1.2.3 生物传感器
1.3 血液接触设备存在的问题
1.3.1 血栓的形成
1.3.2 “以生物医用材料为中心的感染”
1.3.3 生物相容性不足
1.4 材料表面生物分子修饰方法
1.4.1 表面涂覆法
1.4.2 共价接枝法
1.4.3 光化学固定法
1.4.4 层层自组装法
1.5 多功能生物涂层
1.5.1 Hep涂层
1.5.2 Chi涂层
1.5.3 PDA涂层
1.5.4 HA涂层
1.6 选题的背景、主要内容及意义
1.6.1 选题背景
1.6.2 主要内容
1.6.3 研究意义
第二章 实验设备及方法
2.1 实验主要设备
2.2 实验主要药品
2.3 涂层检测方法
2.4 涂层显微结构
2.4.1 场发射扫描电镜
2.4.2 X射线光电子能谱分析
2.4.3 涂层润湿性检测
2.4.4 粗糙度测试
2.5 腐蚀行为检测
2.5.1 阻抗谱测试
2.5.2 塔菲尔极化曲线测试
2.5.3 体外降解实验
2.5.4 体外析氢实验
2.6 肝素含量的测定
2.7 血液相容性评价
2.7.1 血小板粘附
2.7.2 体外动态凝血实验
2.8 抗菌实验
2.8.1 细菌培养基的配制
2.8.2 细菌的复苏与培养
2.8.3 平板计数法
2.8.4 活/死荧光染色法
2.8.5 细菌的SEM形貌
2.9 生物相容性评价
2.9.1 细胞培养基的配制
2.9.2 细胞培养
2.9.3 细胞毒性
2.9.4 细胞增殖
第三章 Ti表面Hep/Chi涂层的构建及抗凝血、抗菌性能研究
3.1 涂层的制备
3.1.1 材料的预处理
3.1.2 材料的碱处理
3.1.3 生物分子的固定
3.2 Ti表面Hep/Chi涂层的表征测试
3.2.1 表面形貌评价
3.2.2 元素含量分析
3.2.3 表面亲水性评价
3.3 蛋白质粘附评价
3.4 血液相容性评价
3.4.1 体外凝血评价
3.4.2 血小板粘附评价
3.5 抗菌性能评价
3.5.1 细菌SEM形貌评价
3.5.2 平板涂布结果评价
3.5.3 活/死荧光染色结果评价
3.6 生物相容性评价
3.7 本章小结
第四章 Mg表面Hep/Chi涂层的构建及抗凝血、抗腐蚀、抗菌性能研究
4.1 涂层的制备
4.1.1 材料的预处理
4.1.2 材料的碱处理
4.1.3 生物分子的固定
4.2 Mg表面Hep/Chi涂层的表征测试
4.2.1 表面形貌评价
4.2.2 XPS结果评价
4.2.3 表面亲水性评价
4.3 抗腐蚀性能评价
4.4 血液相容性评价
4.4.1 体外凝血评价
4.5 抗菌性能评价
4.5.1 细菌SEM形貌评价
4.5.2 平板涂布结果计数法评价
4.6 本章小结
第五章 Mg表面PDA/HA涂层的构建及抗凝血、抗腐蚀性能研究
5.1 涂层的制备
5.1.1 材料的预处理
5.1.2 材料的碱处理
5.1.3 生物分子的固定
5.2 Mg表面PDA/HA涂层的表征测试
5.2.1 表面形貌
5.2.2 表面亲水性评价
5.3 抗腐蚀性能评价
5.3.1 塔菲尔极化曲线评价
5.3.2 阻抗谱评价
5.3.3 体外降解实验评价
5.4 体外凝血实验评价
5.5 生物相容性评价
5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要研究成果
本文编号：3136647
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 医用金属材料
1.1.1 Ti及其合金
1.1.2 Mg及其合金
1.1.3 铁及其合金
1.2 血液接触设备
1.2.1 血管支架
1.2.2 人工心脏瓣膜
1.2.3 生物传感器
1.3 血液接触设备存在的问题
1.3.1 血栓的形成
1.3.2 “以生物医用材料为中心的感染”
1.3.3 生物相容性不足
1.4 材料表面生物分子修饰方法
1.4.1 表面涂覆法
1.4.2 共价接枝法
1.4.3 光化学固定法
1.4.4 层层自组装法
1.5 多功能生物涂层
1.5.1 Hep涂层
1.5.2 Chi涂层
1.5.3 PDA涂层
1.5.4 HA涂层
1.6 选题的背景、主要内容及意义
1.6.1 选题背景
1.6.2 主要内容
1.6.3 研究意义
第二章 实验设备及方法
2.1 实验主要设备
2.2 实验主要药品
2.3 涂层检测方法
2.4 涂层显微结构
2.4.1 场发射扫描电镜
2.4.2 X射线光电子能谱分析
2.4.3 涂层润湿性检测
2.4.4 粗糙度测试
2.5 腐蚀行为检测
2.5.1 阻抗谱测试
2.5.2 塔菲尔极化曲线测试
2.5.3 体外降解实验
2.5.4 体外析氢实验
2.6 肝素含量的测定
2.7 血液相容性评价
2.7.1 血小板粘附
2.7.2 体外动态凝血实验
2.8 抗菌实验
2.8.1 细菌培养基的配制
2.8.2 细菌的复苏与培养
2.8.3 平板计数法
2.8.4 活/死荧光染色法
2.8.5 细菌的SEM形貌
2.9 生物相容性评价
2.9.1 细胞培养基的配制
2.9.2 细胞培养
2.9.3 细胞毒性
2.9.4 细胞增殖
第三章 Ti表面Hep/Chi涂层的构建及抗凝血、抗菌性能研究
3.1 涂层的制备
3.1.1 材料的预处理
3.1.2 材料的碱处理
3.1.3 生物分子的固定
3.2 Ti表面Hep/Chi涂层的表征测试
3.2.1 表面形貌评价
3.2.2 元素含量分析
3.2.3 表面亲水性评价
3.3 蛋白质粘附评价
3.4 血液相容性评价
3.4.1 体外凝血评价
3.4.2 血小板粘附评价
3.5 抗菌性能评价
3.5.1 细菌SEM形貌评价
3.5.2 平板涂布结果评价
3.5.3 活/死荧光染色结果评价
3.6 生物相容性评价
3.7 本章小结
第四章 Mg表面Hep/Chi涂层的构建及抗凝血、抗腐蚀、抗菌性能研究
4.1 涂层的制备
4.1.1 材料的预处理
4.1.2 材料的碱处理
4.1.3 生物分子的固定
4.2 Mg表面Hep/Chi涂层的表征测试
4.2.1 表面形貌评价
4.2.2 XPS结果评价
4.2.3 表面亲水性评价
4.3 抗腐蚀性能评价
4.4 血液相容性评价
4.4.1 体外凝血评价
4.5 抗菌性能评价
4.5.1 细菌SEM形貌评价
4.5.2 平板涂布结果计数法评价
4.6 本章小结
第五章 Mg表面PDA/HA涂层的构建及抗凝血、抗腐蚀性能研究
5.1 涂层的制备
5.1.1 材料的预处理
5.1.2 材料的碱处理
5.1.3 生物分子的固定
5.2 Mg表面PDA/HA涂层的表征测试
5.2.1 表面形貌
5.2.2 表面亲水性评价
5.3 抗腐蚀性能评价
5.3.1 塔菲尔极化曲线评价
5.3.2 阻抗谱评价
5.3.3 体外降解实验评价
5.4 体外凝血实验评价
5.5 生物相容性评价
5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要研究成果
本文编号：3136647
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3136647.html
