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以医用钛为基底的医疗器械在临床上广泛应用。然而在应用过程中,医疗器械表面细菌粘附,可严重影响植入手术成功率,甚至导致病人死亡。通过表面修饰赋予医用钛抗菌性能,成为当前研究领域的一个焦点。传统的抗生素种类繁多,针对不同的细菌需要使用不同的抗生素,而且长期使用容易导致细菌产生耐药性,不适宜作为医用钛表面抗菌涂层。纳米银是一种广谱的无机抗菌剂,对细菌不存在耐药性,在日常生活用品及部分外用药中已经有大量应用。深入研究银(Ag)/二氧化钛(TiO2)纳米复合膜界面作用机理,发展高效、安全表面修饰技术,实现医用钛表面的优良抗菌性和生物相容性,具有重要实际意义。本论文通过物理化学方法,在医用钛基底表面制备了二氧化钛纳米管(TiO2 NTs)膜层,采用不同种方法,在TiO2NTs表面装载纳米银颗粒,赋予其抗菌性能。首先利用超临界二氧化碳辅助脉冲电沉积技术,系统研究不同的实验参数的影响规律,在TiO2 NTs表面成功装载了不同粒径大小的纳米银颗粒,同时考察了载银TiO2NTs的抗菌性能。其次,运用常温溶液法在TiO2 NTs表面制备了聚多巴胺(PDA)膜层,通过绿色还原硝酸银溶液的方法得到不同规格的PDA-Ag-TiO2 NTs。将PDA-Ag-TiO2 NTs与壳聚糖-锌以及壳聚糖-庆大霉素进行联用,形成不同的复合膜层,同时考察了各种复合膜层的生物学性能。然后对传统的PDA常温溶液法进行优化,大幅缩短聚多巴胺形成时间。通过在聚多巴胺膜层中螯合不同金属离子,考察了不同聚多巴胺膜层在TiO2 NTs载银的效果,通过抑菌圈实验、细胞粘附铺展以及WST-1细胞毒性实验比较了不同聚多巴胺-银复合膜层的生物学性能。最后,运用脉冲电沉积复合恒流沉积的方法,在TiO2 NTs表面成功的制备出不同形貌的钙磷盐涂层,并将聚多巴胺-锌复合膜层应用于钙磷盐涂层,实现了快速制备抗菌钙磷盐涂层。主要研究成果及进展如下:1.通过阳极氧化法,在空白钛箔表面成功制备TiO2NTs膜层。利用脉冲电沉积技术在TiO2 NTs表面装载纳米银颗粒,系统的考察了不同脉冲参数以及不同晶型TiO2 NTs对纳米银粒径和分布的影响。随后将超临界二氧化碳流体系统与脉冲电沉积结合,比较了结合前后纳米银产物的变化,考察了不同实验参数对纳米银粒径和分布的影响。通过金黄色葡萄球菌抑菌实验,证明同样实验条件下,超临界二氧化碳引入后得到的纳米银颗粒具有更佳的抑菌活性。2.通过常温溶液法,在TiO2NTs表面成功制备出PDA膜层,得到PDA-TiO2NTs。利用绿色还原硝酸银溶液的方法在PDA-TiO2 NTs装载纳米银颗粒,系统的考察了不同反应参数对纳米银密度以及粒径的影响。随后将PDA-Ag-TiO2NTs与壳聚糖(CS)-锌混合溶液进行结合,考察了 CS-Zn-PDA-Ag-TiO2NTs膜层的抗菌性能和生物相容性。最后考察了 PDA-Ag-TiO2NTs与CS-庆大霉素(Gen)混合溶液结合的抗菌性能,结果表明CS-Gen-PDA-Ag-TiO2NTs具有优良缓释性能。3.通过水热法,在90℃环境下,大幅提升了多巴胺在TiO2 NTs表面的聚合速度,将反应时间从12h缩短至2h。首次将锌离子与多巴胺分子结合,在同样温度环境下,在TiO2NTs表面快速聚合形成聚多巴胺-锌复合膜层。与普通聚多巴胺膜层相比,复合膜层与硝酸银溶液反应的速度大幅提升,制的纳米银颗粒更加细小均一。通过抑菌圈实验、细胞粘附铺展以及WST-1细胞毒性测试等方法比较了复合膜层载银和普通聚多巴胺载银的生物学性能,推测了聚多巴胺-锌复合膜层的形成机理以及结构化学式。实验证明,复合膜层载银具有更好的生物相容性以及相似的抗菌性能,在室温下十分稳定,保存一周时间依然具有反应活性。除了锌离子,系统考察了多巴胺分子与铜离子结合形成聚多巴胺-铜复合膜层后与硝酸银溶液反应的情况。与聚多巴胺-锌不同的是,聚多巴胺-铜复合膜层并没有表现出更加优异的生物学性能。4.通过脉冲电沉积复合恒流沉积的方法,在TiO2 NTs表面成功制备了钙磷盐涂层。通过调整恒流沉积的参数,获得不同形貌的钙磷盐涂层。选取表面形貌均匀无裂缝的钙磷盐涂层进行力学性能ASTM-D3359标准测试,得到最高级评价,说明了这种方法制备出的钙磷盐涂层具有良好的力学结合性能。传统掺杂锌离子或银离子修饰钙磷盐涂层的方法比较繁琐,而且锌离子掺杂含量受到限制。通过在钙磷盐涂层表面制备聚多巴胺-锌复合膜层,再与硝酸银溶液反应,成功制备了聚多巴胺-锌-银复合涂层,反应方法简单,反应速度较快,同时没有锌离子掺杂含量的限制。实验证明,含有聚多巴胺-锌-银复合涂层的钙磷盐涂层对大肠杆菌有明显的抑制作用。