论文部分内容阅读
近年来,通过电化学阳极氧化法在金属钛片表面生成形貌规整、排列高度有序的TiO2米管阵列吸引了大量的关注。TiO2纳米管具有较大的比表面积、良好的生物相容性、可控的尺寸和较强的吸附能力等特殊性能,在生物医学领域具有良好的应用前景。已有研究表明将TiO2纳米管阵列作为骨科植入物可以提高骨整合能力,同时TiO2纳米管阵列也可作为药物的传递和释放系统,提高抗菌消炎性能,预防植入体周围的细菌感染、发炎等并发症。本文通过电化学阳极氧化法于钛片表面制备了两种不同形貌的TiO2纳米管阵列作为药物载体,并对其表面进行修饰和化学改性处理,探究TiO2纳米管阵列的形貌及其表面性质对TiO2纳米管的药物负载能力和释放行为的影响。本文所选的药物模型为布洛芬(IBU),是一种非甾体消炎药,可以增强抗感染能力以及治疗各种中度疼痛和炎症,临床上常用于骨科疾病的治疗。首先,本文通过阳极氧化法在含氟电解质溶液中于钛片表面制备了两种不同TiO2纳米管阵列,一种是排列高度有序、具有紧密堆积结构的TiO2纳米管阵列(TNTs),另一种是具有大的管间隙和管径的TiO2纳米管阵列(LTAs),通过真空干燥法在上述两种不同的纳米管上负载药物布洛芬(IBU)并进行体外释放,探究布洛芬在两种不同形貌的TiO2纳米管表面的负载能力和释放行为。随后采用水热法在纳米管表面修饰上均匀分布的P25纳米粒子,通过修饰上P25纳米粒子,纳米管的比表面积明显增加有利于提高药物的负载效果,同时,修饰P25后纳米管的管径变小而表面粗糙度变大能够提高纳米管对药物的吸附能力并延长药物的释放时。采用SEM、XRD、FTIR等手段对TiO2纳米管的形貌和晶型结构进行表征。为了进一步加强纳米管表面和布洛芬分子之间的相互作用,延长药物的释放时间,本实验采用浸泡法在TiO2纳米管阵列表面嫁接上APTES(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)后再负载药物布洛芬,通过APTES分子中的-NH2和布洛芬分子中的-COOH形成化学键作用,增强纳米管表面和药物分子的结合能力,通过XPS和FTIR分析APTES和TiO2纳米管之间的成键和相互作用的方式。实验结果表明,APTES和TiO2纳米管之间的相互作用主要是APTES分子中的硅烷基和TiO2纳米管表面的羟基反应使纳米管表面硅烷化,形成-NH2端基。当布洛芬溶液的pH=5.3时,布洛芬分子中的-COO-和APTES中的-NH3+之间的静电吸引作用形成-COO--NH3+键,有利于纳米管表面和管内对布洛芬的吸附作用,提高药物的负载能力和缓释性能。