钛表面载金属离子多功能复合涂层的制备及性能研究
发布时间：2021-11-09 09:39
[研究背景和目的]随着钛材料骨整合现象的发现,钛及钛合金作为植入材料在生物医学相关领域的应用越来越为普遍。然而,钛本身属于惰性金属,在一些条件欠佳的情况下（患者抵抗力低下、损伤为开放性、机体患有系统性疾病等）,其应用仍然面临着两个不可忽视的挑战:细菌感染和骨结合的不足。当材料植入组织内时,周围的细胞会粘附在材料表面并发生增殖和成骨分化,但如果此时周围微环境内有细菌存在,细菌就会和细胞竞争粘附有限的材料表面,从而影响细胞的成骨活动,最终影响骨生成及骨结合的形成,所以严格的控制细菌感染对形成骨结合至关重要。此外,植体周围同时需要充足的新生血管网络给细胞提供氧气和营养物质,让细胞生长、增殖从而促进骨再生并形成骨结合。为了得到理想的钛生物材料,大量研究期望通过表面的结构和化学改性来赋予其抗菌性能、促血管化性能以及促成骨性能。在本课题组前期的研究中,通过简便的一步法电沉积技术成功地制备了壳聚糖/明胶（chitosan/gelatin,CSG）涂层,并证实了这种三维多孔的涂层具有优良的机械力学特性、可降解性、生物相容性和促进骨结合性能。此外这种有机涂层还能作为载体,载入其他具有生物学作用的活性分子...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２不同涂层在新制时和干燥后的形貌??
实验结果??２．１?ＴＥＭ观察涂层制备过程中形成的结构??如图２．１所示，所有组别的新制涂层中均可见散在分布的纳米级颗粒样结构，??仔细观察可以发现，这些纳米结构是由一些粒径更小的纳米颗粒聚集在一起而形??成的。??（１）?？?＂錢（２）?一?，??＊?＊?．?？：??５?＊?＊??＜?％?■＊?鴿?ｋ?＇兮??＊?＊?？??图２＿１?新制涂层的ＴＥＭ形貌：（１）?ＣＳＧ；?（２）Ｃｕ?丨；⑶?Ｃｕ?ｎ；?（４）?Ｃｕ?ＩＩＩ；?（５）Ｃｕ?ＩＶ??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｒｅｓｈｌｙ?ｍａｄｅ?ｃｏａｔｉｎｇｓ：?（１）?ＣＳＧ；?（２）?Ｃｕ?Ｉ；?（３）?Ｃｕ?ＩＩ；??（４）?Ｃｕ?ＩＩＩ；?（５）?Ｃｕ?ＩＶ．??２．２表面形貌表征??由于壳聚糖自带荧光，因此不需对样品进行另外染色便可在荧光显微镜下观??察涂层的形貌。根据图２．２可知，涂层的荧光形貌与宏观表面形貌基本一致。新??制的涂层在荧光显微镜下呈蓝色，随着铜浓度的升高，涂层的颜色逐渐变紫。所??有组别的涂层均表现为均匀的多孔结构，孔径大小在２０－３００?ｐｍ之间，其中Ｃｕ?ＩＶ??组的孔径大小较其他组更加均一。??扫描电镜展示了涂层更微观的结构。在低倍电镜下，ＣＳＧ涂层表面较光滑，??无明显可见颗粒
ＦＥＳＥＭ．??２．３能谱分析伩分析涂层内元素组成??ＥＤＳ结果（图２．３）证实了ＣｕＩＩ－ＩＶ组涂层中铜离子的存在，并且铜元素的相??对含量是从Ｃｕ?ＩＩ组到Ｃｕ?ＩＶ组逐渐上升的。分析结果显示四个实验组中铜的重量??百分比分别为０．２９％、０．３２％、０．８１％、４．５９％，原子数百分含量分别为０．０６％、０．０８°／〇、??０．１８％、１．０３％。Ｃｕｌ组的ＥＤＳ扫描图谱中没有出现铜元素的峰，这个现象很可能??是因为这组涂层中铜元素的含量太低导致的，同时，对照组ＣＳＧ的涂层中也没有??出现铜元素的峰。所有涂层结果中均可见Ｔｉ、Ｃ、０、Ｃ１元素的峰。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism[J]. Amna Sirelkhatim,Shahrom Mahmud,Azman Seeni,Noor Haida Mohamad Kaus,Ling Chuo Ann,Siti Khadijah Mohd Bakhori,Habsah Hasan,Dasmawati Mohamad. Nano-Micro Letters. 2015(03)
[2]硅与人体健康[J]. 吴茂江. 微量元素与健康研究. 2012(02)
[3]建立大鼠骨髓间充质干细胞稳定分离培养体系与鉴定[J]. 杨丽,张荣华,谢厚杰,蔡宇,黄丰. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(06)
[4]镁合金AZ31腐蚀性能研究[J]. 况军,李刚,郝胜智,相珺,邱星武,邱玲. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[5]锰与人体健康[J]. 杨心乐,王桂兰,张忠诚. 医学综述. 2006(18)
本文编号：3485086
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２不同涂层在新制时和干燥后的形貌??
实验结果??２．１?ＴＥＭ观察涂层制备过程中形成的结构??如图２．１所示，所有组别的新制涂层中均可见散在分布的纳米级颗粒样结构，??仔细观察可以发现，这些纳米结构是由一些粒径更小的纳米颗粒聚集在一起而形??成的。??（１）?？?＂錢（２）?一?，??＊?＊?．?？：??５?＊?＊??＜?％?■＊?鴿?ｋ?＇兮??＊?＊?？??图２＿１?新制涂层的ＴＥＭ形貌：（１）?ＣＳＧ；?（２）Ｃｕ?丨；⑶?Ｃｕ?ｎ；?（４）?Ｃｕ?ＩＩＩ；?（５）Ｃｕ?ＩＶ??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｆｒｅｓｈｌｙ?ｍａｄｅ?ｃｏａｔｉｎｇｓ：?（１）?ＣＳＧ；?（２）?Ｃｕ?Ｉ；?（３）?Ｃｕ?ＩＩ；??（４）?Ｃｕ?ＩＩＩ；?（５）?Ｃｕ?ＩＶ．??２．２表面形貌表征??由于壳聚糖自带荧光，因此不需对样品进行另外染色便可在荧光显微镜下观??察涂层的形貌。根据图２．２可知，涂层的荧光形貌与宏观表面形貌基本一致。新??制的涂层在荧光显微镜下呈蓝色，随着铜浓度的升高，涂层的颜色逐渐变紫。所??有组别的涂层均表现为均匀的多孔结构，孔径大小在２０－３００?ｐｍ之间，其中Ｃｕ?ＩＶ??组的孔径大小较其他组更加均一。??扫描电镜展示了涂层更微观的结构。在低倍电镜下，ＣＳＧ涂层表面较光滑，??无明显可见颗粒
ＦＥＳＥＭ．??２．３能谱分析伩分析涂层内元素组成??ＥＤＳ结果（图２．３）证实了ＣｕＩＩ－ＩＶ组涂层中铜离子的存在，并且铜元素的相??对含量是从Ｃｕ?ＩＩ组到Ｃｕ?ＩＶ组逐渐上升的。分析结果显示四个实验组中铜的重量??百分比分别为０．２９％、０．３２％、０．８１％、４．５９％，原子数百分含量分别为０．０６％、０．０８°／〇、??０．１８％、１．０３％。Ｃｕｌ组的ＥＤＳ扫描图谱中没有出现铜元素的峰，这个现象很可能??是因为这组涂层中铜元素的含量太低导致的，同时，对照组ＣＳＧ的涂层中也没有??出现铜元素的峰。所有涂层结果中均可见Ｔｉ、Ｃ、０、Ｃ１元素的峰。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism[J]. Amna Sirelkhatim,Shahrom Mahmud,Azman Seeni,Noor Haida Mohamad Kaus,Ling Chuo Ann,Siti Khadijah Mohd Bakhori,Habsah Hasan,Dasmawati Mohamad. Nano-Micro Letters. 2015(03)
[2]硅与人体健康[J]. 吴茂江. 微量元素与健康研究. 2012(02)
[3]建立大鼠骨髓间充质干细胞稳定分离培养体系与鉴定[J]. 杨丽,张荣华,谢厚杰,蔡宇,黄丰. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(06)
[4]镁合金AZ31腐蚀性能研究[J]. 况军,李刚,郝胜智,相珺,邱星武,邱玲. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[5]锰与人体健康[J]. 杨心乐,王桂兰,张忠诚. 医学综述. 2006(18)
本文编号：3485086
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