發(fā)布時間：2017-08-25 11:22

  本文關鍵詞：氧化鉭和氧化鈦表面離子注入改性及生物性能

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【摘要】：鉭金屬(Ta)具有很強的化學惰性,耐腐蝕,又具有良好的生物相容性,植入人體后不與體液發(fā)生反應,對人體無刺激。因此,鉭金屬(Ta)被廣泛應用于整形外科領域。另外,鈦金屬(Ti)也因其良好的生物惰性和優(yōu)秀的生物相容性被廣泛應用于生物醫(yī)學領域,成為理想的硬組織替換材料。這兩種材料優(yōu)良的化學惰性與生物相容性主要得益于材料表面在空氣中自然氧化而形成的氧化物薄膜,即氧化鉭(Ta2O5)和氧化鈦(TiO2)。但是,當鉭和鈦合金被植入人體后,無論是植入體本身還是材料表面形成的氧化物薄膜(Ta2O5與TiO2)的抗菌效果均不佳,導致植入體容易被細菌感染,增加了植入失效的風險,嚴重影響患者的身體健康。臨床上主要依靠大量使用抗生素來預防細菌感染,產(chǎn)生了細菌耐藥性的問題。納米銀顆粒(Ag NPs)具有廣譜抗菌性,且不易產(chǎn)生耐藥性,故納米銀顆粒(Ag NPs)抗菌性能及其控制方法的相關研究得到了廣泛關注。但是,游離態(tài)納米銀容易進入正常細胞,引起細胞毒性。因此,本論文利用等離子浸沒離子注入(PIII)技術將納米銀顆粒固定化在樣品(Ta2O5與TiO2)表面,降低甚至消除其細胞毒性,同時測試樣品表面的抗菌性能與細胞相容性。另一方面,少量的鋅(Zn)元素可以提高細胞的成骨性能,本論文還利用Zn元素和Ag元素對植入體進行表面改性,在不破壞材料細胞相容性的前提下改善其抗菌性能。主要研究內容如下:1.研究了銀(Ag)注入后的氧化鉭(Ta2O5)和氧化鈦(TiO2)表面抗菌性能與銀元素注入時間的關系,初步實驗結果表明:氧化鉭(Ta2O5)和氧化鈦(TiO2)表面注銀可以賦予材料良好的抗菌性能,且抗菌性能隨著注入時間的增長而增強。2.研究了經(jīng)相同紫外光(UV)照射后不同避光時間處理方法對離子注入后的氧化鉭(Ta2O5)和氧化鈦(TiO2)的抗菌性能的影響,結果表明,紫外光(UV)照射后避光放置時間較短的樣品抗菌性能更好。3.比較了氧化鈦表面在單一注入鋅(Zn)元素,單一注入銀(Ag)元素和同時注入鋅銀(Zn/Ag)元素以及不同順序注入鋅銀后抗菌性能的差別。實驗結果表明:單一注入鋅(Zn)元素的樣品表面具有一定抗菌能力;注入銀(Ag)元素的表面抗菌性能最優(yōu),鋅銀共注入(Zn/Ag)的表面抗菌性能介于二者之間;先注入Zn元素,后注入Ag元素(Zn+Ag)的樣品抗菌性能略優(yōu)于先注入Ag元素,后注入Zn元素(Ag+Zn)的樣品,且均弱于鋅銀共注(Zn/Ag)的樣品。4.探討了樣品注入銀元素后的細胞相容性,注銀的氧化鉭(Ta2O5)表面依然擁有良好的細胞相容性,即注銀的氧化鉭(Ta2O5)兼顧了抗菌性能與細胞相容性。
【關鍵詞】：氧化鉭 氧化鈦 等離子體浸沒離子注入 銀 抗菌性能 細胞相容性
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB306;R318.08
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 生物醫(yī)用材料概述13
• 1.2 鉭及氧化鉭13-15
• 1.2.1 鉭金屬的性質及應用13-14
• 1.2.2 氧化鉭的性質及應用14-15
• 1.3 鈦及鈦合金15-16
• 1.3.1 鈦及鈦合金的性質15-16
• 1.3.2 鈦及鈦合金的生物學應用16
• 1.4 氧化鈦16-17
• 1.4.1 氧化鈦的光催化活性16
• 1.4.2 氧化鈦的應用16-17
• 1.5 鋅和銀在生物學領域的應用17-22
• 1.5.1 鋅在生物學領域的應用17-18
• 1.5.2 銀在生物學領域的應用18
• 1.5.3 銀納米顆粒的抗菌機制18-19
• 1.5.4 銀納米顆粒的毒性19-20
• 1.5.5 載銀抗菌薄膜/涂層的制備20-22
• 1.6 等離子體浸沒式離子注入（PIII）22-23
• 1.6.1 等離子體浸沒式離子注入（PIII）的基本原理22-23
• 1.6.2 等離子體浸沒式離子注入技術（PIII）改性23
• 1.7 本論文的研究內容和目的23-25
• 第二章 樣品制備與測試25-31
• 2.1 樣品制備25-27
• 2.1.1 等離子噴涂25-26
• 2.1.2 等離子體浸沒式離子注入26-27
• 2.2 樣品測試27-29
• 2.2.1 X射線光電子能譜27-28
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡28-29
• 2.3 本章小結29-31
• 第三章 氧化鉭表面銀離子注入改性及其生物性能31-43
• 3.1 樣品的制備與處理31-32
• 3.2 樣品理化性能表征32-34
• 3.2.1 表面形貌觀察32-33
• 3.2.2 表面化學成分分析33-34
• 3.3 不同注入時間的氧化鉭表面抗菌性能34-37
• 3.3.1 細菌的接種、固定、脫水干燥34
• 3.3.2 細菌形貌觀察34-35
• 3.3.3 細菌涂板35-37
• 3.4 紫外處理后不同避光時間對氧化鉭表面抗菌性能影響分析37-38
• 3.4.1 樣品的制備與處理37
• 3.4.2 細菌形貌觀察37-38
• 3.5 抗菌機理分析38-39
• 3.6 注銀氧化鉭表面細胞相容性39-42
• 3.6.1 細胞培養(yǎng)39
• 3.6.2 細胞粘附與鋪展39-40
• 3.6.3 堿性磷酸酶活性測試40-42
• 3.7 本章小結42-43
• 第四章 氧化鈦表面銀鋅離子共注入改性及其抗菌性能43-57
• 4.1 表皮葡萄球菌實驗及結果分析43-47
• 4.1.1 樣品的制備與處理43
• 4.1.2 細菌形貌觀察43-45
• 4.1.3 細菌涂板45-47
• 4.2 注銀體系大腸桿菌抗菌實驗及結果分析47-51
• 4.2.1 樣品的制備與處理47
• 4.2.2 細菌形貌觀察47-51
• 4.3 鋅銀體系大腸桿菌抗菌實驗及結果分析51-55
• 4.3.1 樣品的制備與處理51-52
• 4.3.2 細菌形貌觀察52-55
• 4.4 抗菌機理分析55-56
• 4.5 本章小結56-57
• 第五章 總結與展望57-59
• 參考文獻59-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果65-66
• 致謝66-67

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬玉莉;;電感耦合等離子質譜法測定氧化鉭、氧化鈮中鉀量和鈉量[J];江西有色金屬;2009年03期

2 胡益清;高純氧化鉭的研制[J];稀有金屬與硬質合金;1994年01期

3 К.葛特P懚，

本文編號：736641