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近年来,钛金属由于具有高强度、高耐受性和良好的生物相容性,被作为移植体在临床上广泛应用。然而,移植体相关感染仍然是钛移植体的应用特别是在牙科和骨科手术的应用中面临的严重问题。尽管手术前有严格的操作程序要求,如彻底消毒、预防性抗生素和严格的无菌手术程序,术后感染却是常见的问题,这是由于人体邻近组织以及血液中的细菌在手术后入侵移植体位置造成细菌感染。材料表面的细菌污染是生物材料面临的主要挑战。因此,赋予材料表面抗菌能力可以有效提高生物材料的使用寿命,制备具有良好生物相容性同时兼具优良抗菌作用的钛金属材料用于钛移植体具有重大意义。本论文采用生物分子与银相结合的方式对钛金属进行修饰改性,在钛金属表面制备生物分子/银涂层。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、全反射傅里叶红外光谱(FTIR)、接触角测量仪(CA)和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)对所制备的生物分子-银-钛复合材料的物理化学性质进行表征。通过研究生物分子-银-钛复合材料对样品周围浮游细菌和样品表面粘附细菌的抗菌效果,来研究此类样品的抗菌能力。通过研究成骨细胞在生物分子-银-钛复合材料表面的生长情况、碱性磷酸酶(ALP)活性和血清乳酸脱氢酶(LDH)活性,来研究此类样品的生物相容性。论文取得的主要研究成果如下:(1)采用人血清白蛋白(HSA)与银相结合对钛金属进行修饰,在钛金属表面制备人血清白蛋白/与银涂层,制备人血清白蛋白-银-钛复合材料(Ti-HSA-Ag)。研究了在人血清白蛋白存在下,银纳米颗粒在钛金属表面的形成,系统研究了人血清白蛋白/银处理后所得样品的抗菌能力、毒副作用和生物相容性。Ti-HSA-Ag样品对试样周围浮游细菌和表面粘附细菌表现出优异的抑制作用,其中Ti-HSA-Ag3样品的抗菌率达到100%。与未经人血清白蛋白/银处理的钛片相比,Ti-HSA-Ag样品没有明显毒性。成骨细胞可以在Ti-HSA-Ag样品表面正常生长和增殖。ALP活性实验结果表明成骨细胞可以在Ti-HSA-Ag样品表面分化并合成ALP酶。(2)采用生物活性小分子——谷胱甘肽(GSH)作为母体,将银与谷胱甘肽结合对钛金属进行修饰,制备谷胱甘肽-银-钛复合材料(Ti-GSH-Ag)。研究银纳米颗粒在钛金属表面的形成,系统研究了谷胱甘肽/银处理后所得样品的抗菌能力、毒副作用和生物相容性。Ti-GSH-Ag样品对试样周围浮游细菌和表面粘附细菌表现出优异的抑制作用,其抗菌率与样品的银含量有关。随着培养时间增加,Ti-GSH-Ag样品的ALP活性增加。Ti-GSH-Ag1和Ti-GSH-Ag2样品对成骨细胞没有明显毒性,且支持成骨细胞正常生长增殖。(3)采用人血红蛋自(Hb)作为母体在钛金属表面制备人血红蛋白/银膜层,得到Ti-Hb-Ag样品。对Ti-Hb-Ag样品的物理化学性质进行表征,进一步检测该材料对浮游细菌和粘附细菌的抗菌能力,并比较载银前后钛表面的抗菌性能、毒副作用和生物相容性。载银前的样品对试样周围浮游细菌和表面粘附细菌无抑制作用,载银后样品的抗菌能力显著提升。载银样品的ALP活性和细胞增殖情况与纯钛在同一水平,样品对成骨细胞没有明显毒性。(4)采用阳极氧化的方法,在钛金属表面构建纳米形貌,再将人血红蛋白、人血清白蛋白作为母体,将银离子吸附还原,制备得到人血红蛋白-银-纳米钛(nano-Ti-Hb-Ag)和人血清白蛋白-银-纳米钛(nano-Ti-HSA-Ag)复合材料。研究人血红蛋白-银和人血清白蛋白-银在具有纳米形貌的钛金属表面的形成,并系统研究所制备的复合材料的抗菌能力、毒副作用和生物相容性。nano-Ti-Hb-Ag和nano-Ti-HSA-Ag样品表现出优异的抗菌能力,含银量较高的样品表现出更优的抗菌效果。含银样品没有表现出明显毒性,且支持成骨细胞在样品表面的生长和分化。在钛金属表面先构建纳米形貌,得到的样品表面的成骨细胞表现出更强的增殖能力。(5)采用阳极氧化的方法,在钛金属表面构建钛纳米管,制备得到人血红蛋白-银-钛纳米管(NT-Ti-Hb-Ag)和人血清白蛋白-银-钛纳米管(NT-Ti-HSA-Ag)复合材料。对制备材料的物理化学性质进行表征,并系统研究所制备的复合材料的抗菌能力、毒副作用和生物相容性。NT-Ti-Hb-Ag3和NT-Ti-HSA-Ag3样品对试样周围浮游细菌和表面粘附细菌的抗菌率均可达到100%。在钛金属表面构建钛纳米管后,样品表面的成骨细胞增殖能力明显优于在纯钛表面的成骨细胞增殖能力,且没有表现出明显的细胞毒性。(6)对不同生物母体和不同钛基底的复合材料的性质对比。结果表明,生物分子母体和钛基底的不同使所制备复合材料的接触角和自由能存在差异,复合材料表面的成骨细胞增殖情况也存在差异。样品表面成骨细胞数量由多到少的顺序与样品亲水性和样品自由能的顺序一致。选择人血红蛋白为母体和钛纳米管为基底制备的样品,具有最强的亲水性和最高的自由能,其表面的成骨细胞也表现出最强的增殖能力。