医用钛合金表面功能化及其抗菌/抗污性能的研究

发布时间：2023-04-21 22:29

　　细菌污染在生物医学领域中是一个非常严重的问题,例如,在患者体内植入种植体时,受污染的种植体能够将细菌带入人体内部,从而引起植入部位感染,因此通常需要抗生素治疗;严重的细菌感染会引起种植体故障,需要手术移除种植体并重新植入,更为严重的情况甚至可以导致患者死亡。种植体引起的感染不仅延长患者住院时间,增加经济负担,还给患者的身心带来了巨大的痛苦。商用钛及其合金具有优异的力学、耐腐蚀性能以及生物相容性,常被应用于制备永久性种植体。然而,钛基种植体表面无抗菌活性,可能会引起细菌污染及其随后的植入感染。因此,通过引入适当的表面涂层以抑制细菌等污浊物质在其表面附着、繁殖具有重要的科学意义,能够为钛基种植体存在的植入感染问题提供潜在的解决方案。本论文围绕钛基材料表面改性,利用海洋贻贝粘附蛋白和茶渍激发的仿生技术在医用钛片表面引入功能化涂层。首先,本论文采用一种简单的方法合成了水溶性含儿茶酚基团的壳聚糖衍生物(CACS),通过儿茶酚表面附着以及CACS自聚合的方式对钛片进行表面改性,表面残留的儿茶酚基团能够原位还原银离子,进而在钛片表面引入具有较强抗菌活性的银纳米颗粒(Ag NPs),探究其抗菌抗污性能...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物医用材料
        1.2.1 生物医用材料的发展
        1.2.2 生物医用钛合金
        1.2.3 生物医用钛合金作为种植体存在的风险
    1.3 生物医用材料表面蛋白吸附
    1.4 生物医用材料表面细菌粘附和形成生物膜
        1.4.1 表面粘附
        1.4.2 形成生物膜
    1.5 生物医用材料表面抗菌抗污策略
        1.5.1 抗粘附策略
        1.5.2 杀菌策略
        1.5.3 协同策略
    1.6 表界面作用构筑功能化涂层
        1.6.1 传统的表界面作用
        1.6.2 海洋贻贝启发的表界面作用
        1.6.3 茶渍启发的表界面作用
    1.7 本课题主要研究内容
        1.7.1 立题依据
        1.7.2 主要研究内容
    1.8 本课题创新点
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 材料合成表征仪器及方法
        2.3.1 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪
        2.3.2 核磁共振波谱仪
        2.3.3 X射线光电子能谱仪
        2.3.4 接触角测量仪
        2.3.5 原子力显微镜
        2.3.6 椭偏仪
    2.4 材料性能表征仪器及方法
        2.4.1 酶标仪
        2.4.2 共聚焦激光扫描显微镜
        2.4.3 扫描电子显微镜
        2.4.4 表面等离子共振
        2.4.5 生长曲线
        2.4.6 抑菌圈实验
        2.4.7 稀释平板计数法
        2.4.8 细胞毒性实验(MTT法)
第3章 基于儿茶酚修饰的壳聚糖构建含纳米银和壳聚糖的双重抗菌表面及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 CACS的合成
        3.2.2 将CACS沉积至基底表面
        3.2.3 Ti-Ag NPs/CACS的制备
        3.2.4 CACS的抗菌性能
        3.2.5 Ti-Ag NPs/CACS的抗菌和抗生物膜性能
        3.2.6 利用MTT法评价Ti-Ag NPs/CACS的细胞毒性
        3.2.7 材料表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料表征结果讨论
        3.3.2 CACS抗菌性能
        3.3.3 Ti-Ag NPs/CACS的抗菌性能(抑菌圈实验)
        3.3.4 Ti-Ag NPs/CACS的抗细菌粘附能力(稀释涂板计数法)
        3.3.5 Ti-Ag NPs/CACS的抗生物膜形成能力(活/死染色实验)
        3.3.6 利用MTT法评价Ti-Ag NPs/CACS的细胞毒性
    3.4 本章小结
第4章 基于氨基修饰的单宁酸构建任意表面附着的多功能涂层及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Boc-amine TA的合成
        4.2.2 TAA的合成
        4.2.3 将TAA沉积至基底表面
        4.2.4 Au-TAA-m PEG的制备
        4.2.5 Au-TAA-m PEG的抗蛋白吸附能力
        4.2.6 Au-TAA-biotin的制备
        4.2.7 Au-TAA-biotin的特异性识别能力
        4.2.8 Ti-TAA-Ag NPs的制备
        4.2.9 Ti-TAA-Ag NPs抗菌和抗生物膜性能
        4.2.10 材料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料表征结果讨论
        4.3.2 Au-TAA-m PEG的抗蛋白吸附能力
        4.3.3 Au-TAA-biotin的特异性识别能力
        4.3.4 Ti-TAA-Ag NPs抗细菌粘附能力(SEM)
        4.3.5 Ti-TAA-Ag NPs的抗细菌粘附能力(稀释涂板计数法)
        4.3.6 Ti-TAA-Ag NPs的抗生物膜形成能力(活/死染色实验)
    4.4 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
致谢
硕士在读期间科研成果



本文编号：3796367