ZnO，Ag纳米抗菌剂的合成及其联合3D打印技术的应用

发布时间：2017-03-31 15:02

  本文关键词：ZnO，Ag纳米抗菌剂的合成及其联合3D打印技术的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：3D打印能够根据不同患者身体的实际情况,在短时间内构建出精确的仿生结构,符合未来生物医学用品制备快速化、功能个体化、形貌精确化的发展趋势。然而,尽管医用3D打印器件在形貌控制与力学性能上有其独特优势,但就具体临床应用而言,还有诸如打印效率较低、原料选择有限、表面性能缺乏等问题,医疗工作者迫切需要能够快速、安全、有效改进3D打印产品表面性能的技术方案。基于此,本文提出联合曲面纳米修饰与3D打印两项前沿技术,通过在3D打印器件表面负载功能型纳米材料ZnO或Ag,显著提升成品的抗菌性、生物相容性、机械性能、药物缓控释特性等关键性能参数。作为应用实例,分两部分重点研究该项联用技术在定制化生产深度睡眠耳塞、骨科植入物等生物医用材料的应用价值。第一部分,我们首次提出利用低温等离子体增强型原子层沉积技术(PEALD)结合水热法在3D打印的耳塞表面构筑均一的、致密的和规整排列的ZnO纳米阵列。耳塞隔音效果强、佩戴舒适、耐磨性好,同时提高了其表面抗菌性能和生物相容性。此外,在临床骨钉表面负载ZnO纳米阵列,可有效杀菌,防止术后感染。第二部分,我们首次提出利用聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)膜成型剂,掺杂小尺寸纳米银,在3D打印的骨植入物表面构建一层抗菌薄膜。合成的纳米银颗粒平均尺寸小于10nm,具有强效杀菌特性。同时根据实际需要,通过改变纳米银浓度的大小以及模成型剂PAA和PVA的配比可以很方便地调整载药量和药物释放速度,实现精准治疗。动物实验表明,此植入体系具有较好的抗感染性能,有望未来应用在临床开放性骨折的治疗中。
【关键词】：3D打印 ZnO Ag PEALD 表面工程 纳米阵列
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R914.5;TP391.73
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 3D打印简介10-11
• 1.2 3D打印在医学领域中的应用11-13
• 1.2.1 手术设计和指导工具11-12
• 1.2.2 医用植入物12
• 1.2.3 医学教育和培训模拟12-13
• 1.2.4 药物研发13
• 1.3 无机纳米抗菌剂13-14
• 1.4 氧化锌抗菌材料14-16
• 1.4.1 纳米氧化锌的特性及应用14
• 1.4.2 纳米氧化锌的合成方法14-15
• 1.4.3 纳米氧化锌抗菌机理15-16
• 1.5 纳米银抗菌剂16-18
• 1.5.1 纳米银的合成16-18
• 1.5.2 纳米银的抗菌性能18
• 1.6 本课题研究的目的和意义18-20
• 第2章 3D打印物体表面的功能化纳米阵列修饰20-38
• 2.1 引言20-22
• 2.2 实验部分22-29
• 2.2.1 试剂22-24
• 2.2.2 实验流程24
• 2.2.3 耳道实体建模24-25
• 2.2.4 三维数据构建和优化25
• 2.2.5 定制化耳塞的打印过程25
• 2.2.6 离子增强型原子层沉积（PEALD）实验25-26
• 2.2.7 水热方法后处理26
• 2.2.8 小鼠佩戴耳塞的防噪音实验26
• 2.2.9 小鼠植入实验26-27
• 2.2.10 耳塞隔音能力测试27
• 2.2.11 抗菌实验27
• 2.2.12 细胞毒性试验27-28
• 2.2.13 HE染色28
• 2.2.14 微纳米压痕实验28-29
• 2.3 结果和讨论29-37
• 2.3.1 3D定制化耳塞29-30
• 2.3.2 3D定制化耳塞表面负载的ZnO纳米阵列的形貌30-31
• 2.3.3 耳塞的抗菌性能和细胞毒性31-32
• 2.3.4 扫描仪的改进32-33
• 2.3.5 3D定制化耳塞的隔音能力33-35
• 2.3.6 表面ZnO纳米阵列的耐磨性35-36
• 2.3.7 3D定制化植入材料的动物实验36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 3D打印抗菌植入材料及其载药缓控释研究38-55
• 3.1 引言38-40
• 3.2 实验部分40-45
• 3.2.1 实验试剂和仪器40-41
• 3.2.2 纳米银的合成41-42
• 3.2.3 表征42
• 3.2.4 抗菌实验42-43
• 3.2.5 细胞毒性实验43
• 3.2.6 细胞荧光染色43
• 3.2.7 ICP-MS测量不同组织器官中纳米银的含量43-44
• 3.2.8 聚乙烯醇/聚丙烯酸/抗菌缓控释膜的制备44
• 3.2.9 共混膜释放实验44-45
• 3.2.10 负载纳米银的植入材料抗菌实验45
• 3.2.11 小鼠的植入实验45
• 3.3 结果和讨论45-54
• 3.3.1 3D打印抗菌植入物示意图45-46
• 3.3.2 纳米银溶胶表征46-49
• 3.3.3 抗菌性能49-51
• 3.3.4 聚乙烯醇/聚丙烯酸/抗菌膜缓控释研究51-52
• 3.3.5 银纳米溶胶和植入体系的生物相容性研究52-53
• 3.3.6 植入体系在动物模型中的抗感染效果53-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 结束语55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-67
• 攻读学位期间的研究成果67-69
• 综述 表面抗菌生物材料的研究进展69-77
• 参考文献74-77

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘兆林;美国AGⅡ全自动生化分析仪碰针故障的排除[J];现代检验医学杂志;2002年02期

2 罗永杰;周登全;冯泳涛;;AGⅡ全自动生化分析仪常见故障及处理[J];现代检验医学杂志;2006年03期

3 郭韵玉;倪勇;李诚信;邓水生;邹辉琼;胡起;杨学志;陈章林;;宫颈癌病人AG—4抗体水平的分析[J];中国肿瘤临床;1988年01期

4 陈凤兰，，杨文起，乔思杰;Ag－NOR分布形态和计数在淋巴结针吸细胞学诊断中的价值[J];河南医学研究;1995年03期

5 刘群方，王长惠;浅二度烧伤渗出期应用SD－Ag的效果[J];前卫医药杂志;1995年02期

6 甘宗仁;廖耀庭;;关于阴离子隙(AG)概念的商榷[J];广后医学;1986年02期

7 明文玉，黎孟枫，朱家鸿，候云德;狂犬病毒aG株糖蛋白膜外区基因克隆和序列分析[J];广东药学院学报;1995年03期

8 范建英;粱琴秋;王功焯;;AG在正确诊断重症肝炎酸硷失衡中的作用[J];西南国防医药;1992年S1期

9 许会彬,张代民,王援朝,李萍;血清α_1酸性糖蛋白(α_1-AG)检测在糖尿病继发感染中的临床应用[J];临床军医杂志;2005年01期

10 刘友华,田竟生,徐炎,薛社普;抗8-AG和HGPRT酶缺失的人早幼粒白血病细胞突变株(HL-60-AR)的建立(摘要)[J];中国医学科学院学报;1985年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡斌;陶涛;刘前前;黄伟;游效曾;;线性和V型噻吩基-2-三氮唑桥连配体的Ag配合物的固体电导率研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

2 牟德海;闫世平;舒永红;宋海青;;~(110m)Ag在大亚湾表层沉积物上的吸附和解吸[A];全国放射性流出物和环境监测与评价研讨会论文汇编[C];2003年

3 曹靖;谢华;马成海;郭端燕;尚可霞;刘家成;;新型三氮唑类Ag配合物的自组装结构[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年

4 蒋昌忠;;Ag和Ni离子注入石英玻璃形成纳米晶体的比较研究[A];第十一届全国核物理大会论文集[C];2000年

5 贾淑果;刘平;任凤章;田保红;郑茂盛;周根树;;微量Ag对Cu-Cr合金时效性能的影响[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年

6 李群祥;杨金龙;李永庆;汪克林;;C_(60)在Ag(111)表面的STM图像理论模拟[A];第五届全国STM学术会议论文集[C];1998年

7 黄俭根;王银锋;李佳;周光培;;Ag(Ⅰ)、Cu(Ⅰ)氮氧自由基配合物铁磁性偶合作用的理论研究[A];中国化学会2013年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2013年

8 朱超;张远芳;;Ag功能性混合溶胶薄膜的抗红外隔热性能[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2007年

9 赵东林;郑重;李霞;;Ag纳米粒子及Ag纳米线在碳纳米管上的沉积和填充[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年

10 范丽恒;王珂;倪忠斌;刘晓亚;陈明清;;特殊形态微球原位固载Ag纳米粒子[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 姚丽艳;哈航集团与美国AG公司签订合作协议[N];中国航空报;2005年

2 张小巍;哈航集团与美国AG公司合作结硕果[N];中国航空报;2006年

3 吴静淼;携手香格里拉及AG 嘉里建设重启天津项目[N];中国房地产报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 杨春杰;Ag纳米粒子与溶致液晶构建无机/有机杂合体的分子模拟研究[D];山东大学;2007年

2 陈亚杰;Ag（Au）纳米粒子在分级结构氧化物半导体上的沉积及表面增强拉曼光谱研究[D];黑龙江大学;2012年

3 李尚禹;PAN纳米纤维膜及其载Ag复合物性能研究[D];吉林大学;2008年

4 王丽娜;Ag掺杂ZnO薄膜及纳米结构的Raman特性[D];大连理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 余岑;AG公司发展电子商务的战略研究[D];电子科技大学;2015年

2 霍华杰;Ag助剂对铁基费托催化剂相变及催化性能的影响[D];北京化工大学;2015年

3 刘思睿;背部球型Ag纳米粒子对提高硅薄膜太阳能电池光吸收特性的研究[D];长春理工大学;2014年

4 王博琳;正面半球型Ag纳米粒子对硅薄膜光吸收效率影响的研究[D];长春理工大学;2014年

5 王旭恒;不同载体负载聚苯胺吸附还原银离子（Ag~+）的研究[D];长沙理工大学;2014年

6 龚颖;室温下Ag催化芳基羧酸C（Sp~2）-H活化/C-O环合研究[D];合肥工业大学;2015年

7 李翔;氧化锌（ZnO）/Ag纳米结构的光电性质研究[D];浙江工业大学;2015年

8 户芳;ZnO纳米棒/GaN异质结的生长及其Ag掺杂研究[D];太原理工大学;2016年

9 蔡华;Ag~+型配位树脂的制备及对FK506分离纯化的研究[D];华东理工大学;2015年

10 石丽娜;Ag修饰石墨烯基钙钛矿的制备及氧还原催化性能研究[D];燕山大学;2016年

  本文关键词：ZnO，Ag纳米抗菌剂的合成及其联合3D打印技术的应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279736