一种抗菌表面的制备及其应用文献综述

 2022-11-05 02:11

文 献 综 述

1、研究背景

随着人们对自身生存坏境的要求逐渐提高,人们迫切要找到能够有效抑制细菌繁殖或彻底消灭细菌的抗菌材料。抗菌材料是一类新型功能材料,具有自身杀灭或抑制微生物繁殖的特点。所以考虑采用绿色的化学方法来开发的杀菌涂层是一种很有应用前景的途径。抗菌表面需要是一种低浓度高抗菌性能的功能表面,并需要探究不同浓度及时间下表面对大肠杆菌和金黄色葡萄球的抗菌性能。此外通过不同的表征技术,包括紫外-可见分光光度法,透射电子显微镜等来探究该两种抗菌表面的抗菌机理。

2、陶瓷载体抗菌涂层

从掺杂的角度生物材料来看无机抗菌剂具有相当大的研究价值,因其具有许多优点,如抗菌能力强,有良好的生物相容性及稳定性。且由于陶瓷有一定的孔隙率,这些孔隙可以吸附金属离子并能够稳定的存在,例如将硅酸钙、碳酸钙等浸渍于硝酸银溶液中,一段时间后洗涤、干燥,再于800-1200℃下煅烧,就得到了以陶瓷为基底的无机抗菌材料。陶瓷载体抗菌剂具有耐高温、热稳定性好、颜色稳定性高等特点。生物涂层构建的方法有很多,包括等离子体喷涂、溶胶-凝胶法、电化学法 (电化学沉积法、电泳沉积法、微弧氧化法)、化学法、基于自组装单分子层的化学修饰等,其中应用较为广泛的有电化学沉积法、溶胶-凝胶法以及基于自组装单分子层的化学修饰 。

2.1 二氧化钛

二氧化钛是一种重要的白色无机化工原料。近年来通过电化学阳极氧化的方法制得的Ti植入物如高度有序的二氧化钛纳米管(TiO2-NTs)吸引了越来越多的关注。TiO2纳米管具有较低的弹性模量约36-43 GPa,它更接近自然骨骼并且比其他人工生物材料有更好的生物力学相容性。但考虑到临床中的术后感染,具有长期抗菌能力的表面是十分需要的。所以可以从组织整合的角度来优化TiO2纳米管的结构,引入足够的Ag并可控地调节Ag的释放速率,就可拥有一个相对长期的抗菌性能并促进新细胞的产生。而且TiO2是宽禁带的n型半导体化合物氧化物,锐钛矿结构的TiO2纳米粒子是具有很高的光催化活性的抗菌剂。王国玮等人将医用钛表面用碳化硅水磨砂纸逐级打磨,再分别在丙酮,无水乙醇,去离子水中超声清洗,采用两电极体系,以钛板为阳极,铂片为阴极,0.5 wt%氢氟酸水溶液为电解液,20 V电压下阳极氧化20分钟,冲洗后自然干燥,便成功在钛基体表面构筑一层有序结构TiO2的纳米管阵列膜,随后在TiO2纳米管阵列膜层表面构造尺寸规整的纳米银复合涂层。

2.2 氧化铝

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料,机械强度高,绝缘性好,硬度高且耐腐蚀,由于优异性能而在各行业被广泛使用。而考虑到活性氧化铝具有独特的晶体结构,可以将其它金属离子引入其结构中,从而使其具有特殊的功能,并且当在高温下热处理后,活性氧化铝将转变为能耐高温的普通氧化铝。例如将活性氧化铝与硝酸银混合后在一定的温度下热处理1 h来制备载银活性氧化铝。同时氧化铝涂层浆液制备上的不同对涂层的结构和物化性能会产生较大影响,付会娟等人发现溶胶凝胶法中,以拟薄水铝石为原料制备得到铝溶胶,其流变特性较差,不易均匀涂覆到蜂窝陶瓷载体上,涂覆后残余溶胶也不易吹尽,常导致发生孔道堵塞现象,因此他们在铝溶胶中加入不同剂量分散剂尿素时,充当扩孔剂的作用,有助于微孔的形成并增加了孔隙率,从而有效调整了溶胶的粘度,能够获得负载量大、比表面积高的氧化铝涂层。

2.3 氧化锌

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