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钛材料表面PDA修饰及生物学应用

肖翔  
【摘要】:Ti及Ti合金材料具有优异的力学性能、生物相容性和抗腐蚀性,是良好的骨植入材料,广泛应用于骨科、齿科等整形外科手术中。然而,Ti基植入材料表面具有生物惰性,难以与周围生物组织相互键合,容易导致植入体松动;同时,细菌感染导致的植入失败也是一个重要问题。本论文对Ti材料进行表面改性,以提高Ti材料的生物活性和抗菌性能。利用多巴胺的氧化自聚合特点在Ti材料表面成功地制备聚多巴胺(Polydopamine,PDA)涂层。PDA涂层能显著促进羟基磷灰石的形核与生长。体外小鼠成骨细胞培养实验表明,PDA涂层无细胞毒性,可以提高细胞的初始粘附,有利于细胞的铺展和生长,促进成骨标志物碱性磷酸酶的表达。本部分研究表明PDA涂层能有效提高Ti材料的生物活性和促新骨生成的能力。通过电化学阳极氧化法在Ti片表面制备TiO_2纳米管阵列,利用多巴胺的还原性在纳米管表面制备出负载Ag纳米颗粒的PDA涂层(Ag-PDA-TiO_2)。纳米管和PDA表现出双重载银功能,涂层表面的Ag逐渐释放,产生原位抗菌效果,阻止细菌生物膜的形成。体外抗菌实验表明,Ag-PDA-TiO_2涂层能对大肠杆菌的抑制效果长达14天。


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