【正文】 2 鈦合金抗菌涂層的構(gòu)建 最近60年以來,研究手段主要是以LB(LangmuirBlodgett)膜技術(shù)[16]來制備基底片上的納米結(jié)構(gòu)薄膜。同時，鋅離子是一種優(yōu)秀的無機(jī)殺菌劑，鋅離子相比于同樣具有良好殺菌性的銀離子有明顯的價格優(yōu)勢。如果含鋅元素的酶活性降低，會導(dǎo)致半肌氨酸、賴氨酸等的代謝發(fā)生紊亂，谷氨酸的合成也會減少，腸粘液蛋白和締結(jié)組織蛋白合成過程受阻。 ，而酶在細(xì)胞內(nèi)代謝及信息傳遞中起到了關(guān)鍵作用人體的許多生命物質(zhì)中都含有鋅，如DNA聚合酶,、RNA聚合酶、淡膚酶、胸腺嗯陡普激酶、堿性磷酸酶、碳酸醉酶等200多種酶的組成或激活因子都含有鋅元素[14]。同時鋅元素在維持骨骼生理結(jié)構(gòu)功能方面也扮演著重要的角色。本試驗綜合試驗要求與自身試驗條件選取了鋅離子作為抗菌劑，其原因如下：鋅元素是機(jī)體生命活動必需微量元素之一。研究表明同種抗菌劑處理的不同菌體，抗菌效果是不同的，因為不同細(xì)菌細(xì)胞壁的厚度和化學(xué)成分有差異[13]。那么抗菌離子的選取成為了本次試驗的關(guān)鍵。層層組裝技術(shù)操作簡單，不受基材尺寸、形狀及性質(zhì)的限制，對于基質(zhì)表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)沒有特殊要求，適合于具有復(fù)雜表面形貌的基材；在涂層構(gòu)建中無需提供外加能量，可以使用各種活性生物大分子（核酸、蛋白質(zhì)、多肽等）、天然高分子和納米粒子制作為組裝的基本單元，能夠?qū)ν繉拥男蚊?、厚度、化學(xué)性質(zhì)和模量等進(jìn)行自由調(diào)節(jié)；在操作過程中不需要特殊的裝置，只要依照特定順序?qū)⒒脑趦煞N聚電解質(zhì)溶液中交替浸泡后，水洗，干燥，即可完成多種功能單元的組裝，實現(xiàn)多種物質(zhì)的層層自組裝；層層自組裝涂層制備技術(shù)簡單方便，有望實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；與傳統(tǒng)的涂層制備技術(shù)相比，層層自組裝技術(shù)所具有的上述優(yōu)點(diǎn)使其更加適合于材料表面生物活性涂層的構(gòu)建[12]。層層自組裝技術(shù)作為一種先進(jìn)的表面工程技術(shù)為生物材料的表面修飾提供了一條新途徑。然而陽極氧化技術(shù)作為一種表面改性技術(shù)對于材料本身的細(xì)胞響應(yīng)性和骨整合性能的提高，作用十分有限。陽極氧化技術(shù)與其它鈦合金表面處理方法相比優(yōu)點(diǎn)明顯：，不會改變基材本身的相結(jié)構(gòu)，保持了基材本身的優(yōu)異性能；，選擇不同組成的電解液，改變實際工藝參數(shù)，調(diào)節(jié)涂層的表面形狀和微觀結(jié)構(gòu)。 陽極氧化技術(shù)是一種新興的表面改性技術(shù)，實現(xiàn)對材料的表面改性相對簡單。由于上述處理會使材料表面組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致鈦合金植入物中金屬離子釋放量亦隨之顯著變化。通過傳統(tǒng)表面工程技術(shù)制備的涂層，往往較厚，與基材的結(jié)合力差，在鈦合金形變過程中，容易脫落，難以達(dá)到預(yù)期效果。這些技術(shù)旨在外植物材料表面創(chuàng)造一個均一的,具有一定厚度的涂層,其不僅能作為一個屏障,而且還可以提高材料的生物學(xué)性能[9]。這就要求對鈦合金材料進(jìn)行功能需求的表面工程改性技術(shù)。另外,雖然正常情況下人體體液呈中性, 但在受傷或組織感染之后, 病變組織周圍的pH會低至5 左右, 在鈦合金材料植入時，植入材料部位處于酸性環(huán)境之中, 鈦合金材料會加快腐蝕[8]。其中對金屬材料作為醫(yī)用外植體的研究已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)治療中不可或缺的重要分支[4]。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于鈦合金材料良好的綜合理化性能用鈦材做成的醫(yī)療植入物，被廣泛的用于牙科，骨科和心血管領(lǐng)域。最早將鈦?zhàn)鳛橥庵搀w的案例是將純鈦?zhàn)鳛榭谇煌庵搀w，之后純鈦?zhàn)鳛橥庵搀w材料得到了廣泛發(fā)展[3]。 人類生物醫(yī)學(xué)發(fā)展史上最早是運(yùn)用金屬材料來實現(xiàn)機(jī)體的創(chuàng)傷修復(fù)和矯形治療。 伴隨著物理、生物、化學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，尤其在臨床生物醫(yī)用材料不斷研發(fā)和使用的當(dāng)下，金屬材料已成為醫(yī)用外植物不可或缺的基本材料。在生物醫(yī)用金屬材料中，主要有不銹鋼、鈦及鈦合金、鈷基合金等幾大類型。而隨著材料學(xué)和生物學(xué)的研究深入，讓我們對生物醫(yī)用材料有了新的認(rèn)識。近年來，隨著人們生活水平的提高，對于生活質(zhì)量的要求越來越高；越來越多受意外創(chuàng)傷、運(yùn)動創(chuàng)傷、疑難病癥以及需要替換組織的患者接受了內(nèi)固定和人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)，各種生物醫(yī)用材料的使用率增長迅速。近年來，隨著醫(yī)療水平的不斷提高，越來越多的病患接受了內(nèi)固定和人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)，各類內(nèi)外植入材料的使用率日益上升。僅以人工關(guān)節(jié)為例，據(jù)統(tǒng)計我國大約有1500萬人患有關(guān)節(jié)疾病，每年人工關(guān)節(jié)的需求量約為30－40萬支，按平均20000元/裝置計算，總產(chǎn)值為60－80億[1]。關(guān)鍵詞：鈦基材料，層層自組裝技術(shù)，鋅離子，抗菌涂層，金黃色葡萄球菌I重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） abstractABSTRACTTitanium and its alloy material due to its good biopatibility and mechanical properties are widely used as orthopaedic implants. However, postoperative infection of titanium implant material has bee the one of the important reasons for the clinical surgery failure. Serious bacterial infection of dye even lead to repeat the operation. Therefore, development with longterm antibacterial function of titanium implant material implant is of great significance to the clinical success. The purpose of this paper is to use layers of selfassembly technology in titanium coating on the surface building zinc ions in order to improve the antibacterial properties of titanium implant material.. The present work contains the following aspects: 1. Through layer upon layer on titanium alloy surface selfassembly technology for surface modification of titanium, with cationic polyethyleneimine as the first layer, and then press gelatin/chitosan/zinc ions is the order of the membrane, build antibacterial coating containing zinc coating surface morphology and elemental position by scanning electron microscopy (sem) and EDS spectrum characterization. Determination results show that this experiment through layer upon layer selfassembly technology in titanium alloy surface and the success of the building containing zinc ions antibacterial coating. 2. In this thesis, staphylococcus aureus was used for untreated titanium and layers of selfassembly technology after processing of titanium antibacterial performance evaluation. Through the bacteriostatic circle experiment, antibacterial rate and tolerance experiment investigates the antimicrobial properties of the material. Experimental results show that after processing of titanium surface layers of selfassembly technology effectively reduces the adhesion and growth of bacteria. This paper preliminary research results show that the layers of selfassembly technique in titanium surface antibacterial coating containing zinc ions, improved the antibacterial properties of titanium implant material, the research for the application of titanium and its alloys in bone tissue repair provides a solid foundation. Key words：實驗結(jié)果顯示：層層自組裝技術(shù)處理后的鈦材表面有效降低了細(xì)菌的粘附和生長。 2）在本論文中，金黃色葡萄球菌被用于未處理的鈦材和層層自組裝技術(shù)處理后的鈦材的抗菌性能評價?？咕繉拥谋砻嫘蚊埠驮亟M成通過掃描電鏡和EDS能譜進(jìn)行了表征。本文旨在利用層層自組裝技術(shù)在鈦材表面構(gòu)建含鋅離子的涂層，以期改善鈦基植入材料的抗菌性能。嚴(yán)重的細(xì)菌感染染甚至導(dǎo)致重復(fù)手術(shù)。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 鈦合金抗菌界面的構(gòu)建 學(xué) 生：何浩學(xué) 號：20116925指導(dǎo)教師：劉鵬 專 業(yè)：生物工程重慶大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)院二O一五年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing Universityconstruction of Titanium alloy antibacterial interfaceUndergraduate: HeHaoSupervisor: Major: BioengineeringBioengineering College ofChongqing UniversityJune 2015重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 摘 要鈦及其合金材料由于其良好的生物相容性和力學(xué)特性廣泛用作骨科植入物。然而，鈦基植入材料的術(shù)后感染已經(jīng)成為其臨床手術(shù)失敗的一個重要原因。因此，開發(fā)具有長期抗菌功能的鈦基植入材料對于其臨床成功植入具有重要意義。本文具體包含如下研究內(nèi)容： 1）在鈦合金表面通過層層自組裝技術(shù)對鈦材進(jìn)行表面改性，以陽離子的聚乙烯亞胺作為第一層，然后按明膠/殼聚糖/Zn離子溶液的順序鋪膜，構(gòu)建含鋅離子的抗菌涂層。測定結(jié)果表明：本次實驗通過層層自組裝技術(shù)在鈦合金表面成功的構(gòu)建了含鋅離子的抗菌涂層。通過抑菌圈實驗，抑菌率和耐受性實驗考察了材料的抗菌性。本論文研究成果初步表明：層層自組裝技術(shù)在鈦材表面構(gòu)建含鋅離子的抗菌涂層，改善了鈦基植入材料的抗菌性能，研究成果為鈦及其合金在骨組織修復(fù)方面的應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。titanium based materials, layerbylayer selfassembly, Zinc Ion,IIAntimicrobial coating, Staphylococcus aureus