【摘 要】
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植入型医疗器械在工作过程中通常会面临器械腐蚀失效、生物相容性差和细菌感染等问题。但是随着抗生素的滥用,细菌开始产生耐药性,所以最完美的抑菌方式并不是使用抗生素,而是使用具有抗菌性能的医疗器械来避免细菌感染现象的发生。对于抗菌Ti-Ag合金的抗菌机理目前主要有两种不同观点,一种认为合金通过接触的方式杀死了细菌,另一种观点认为是金属离子杀死了细菌。为了探究其杀菌机理,本文制备了一种新型抗菌Ti-Ag合
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植入型医疗器械在工作过程中通常会面临器械腐蚀失效、生物相容性差和细菌感染等问题。但是随着抗生素的滥用,细菌开始产生耐药性,所以最完美的抑菌方式并不是使用抗生素,而是使用具有抗菌性能的医疗器械来避免细菌感染现象的发生。对于抗菌Ti-Ag合金的抗菌机理目前主要有两种不同观点,一种认为合金通过接触的方式杀死了细菌,另一种观点认为是金属离子杀死了细菌。为了探究其杀菌机理,本文制备了一种新型抗菌Ti-Ag合金,并采用了 SEM和XRD来表征合金的微观组织并以此检测合金中Ag的存在形式;通过电化学测试方法和离子溶出实验检测合金的耐蚀性能和离子溶出量;通过覆膜法抗菌实验检测合金的抗菌性能。并进一步对此种合金进行表面酸蚀处理,然后依次检测其亲水性、表面粗糙度、耐蚀性能和离子溶出量,再通过细胞的cck-8实验和细胞粘附实验来检测合金的生物相容性和细胞黏附性。最后结合银离子溶出数据和银离子抗菌实验结果合理推断出合金的抗菌机理。实验取得的主要研究结果如下所示:本论文通过熔铸法制得不同含银量的Ti-Ag合金,然后对其进行固溶处理和时效处理,并使用X射线衍射仪和扫描电镜观测合金的微观形貌。经过400℃时效处理的合金除了 Ti-1 1Ag合金有微量细小的Ti2Ag析出其余合金均无第二相析出,而600℃时效处理的Ti-7Ag、Ti-9Ag和Ti-11Ag合金析出了大量弥散的含银第二相,同时随着合金含银量的提高第二相析出量也在增加。采用电化学方法检测Ti-Ag合金在0.9%NaCl模拟体液中的耐蚀性能。结果表明Ti-Ag合金的耐蚀性能从低到高依次为:Ti-3Ag<Ti-5Ag<Ti-7Ag<Ti-9Ag<Ti-11Ag。抗菌实验结果表明,Ti-Ag合金的抗菌性能从低到高依次为:Ti-3Ag<Ti-5Ag<Ti-7Ag<Ti-9Ag<Ti-1 1Ag。细胞毒性的检测结果表明:Ti-7Ag、Ti-9Ag和Ti-11Ag合金均没有细胞毒性,表现出良好的生物相容性。经过酸蚀处理后合金的亲水性和表面粗糙度没有明显差异。通过电化学方法测得合金的开路电位曲线和自腐蚀曲线来检测所制得试样的耐腐蚀性能,结果表明其耐蚀性能强弱依次是:Ti-7Ag<Ti-9Ag<Ti-11Ag。通过抗菌实验测得合金的抗菌性能强弱依次为:Ti-7Ag<Ti-9Ag<Ti-1 1Ag,同时抗菌性能要显著强于表面处理前的合金。进一步通过CCK-8实验检测酸蚀后合金的细胞毒性,结果表明酸蚀后的Ti-7Ag、Ti-9Ag和Ti-11Ag合金均没有细胞毒性。将酸蚀处理后Ti-Ag合金的银离子溶出数据和银离子抗菌实验结果对比可知,表面处理前合金银离子溶出量对抗菌性能没有贡献作用,而酸蚀处理后的Ti-Ag合金溶出的银离子对合金抗菌性能起到了部分贡献作用。同时对比表面酸蚀处理前后合金的抗菌性能可知经过酸蚀处理的合金抗菌性能要显著强于未经处理的合金,因此根据上述实验结果推断合金的抗菌性能除了由析出的含银第二相贡献其溶解出的银离子也起到一定的作用。
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