吡咯聚合调控脉冲电沉积制备球形羟基磷灰石和银纳米-高分子学报.PDF

第４期 高　 分　 子　 学　 报 Ｎｏ．４ ２０１６年４月 ＡＣＴＡ ＰＯＬＹＭＥＲＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ａｐｒ．，２０１６ 吡咯聚合调控脉冲电沉积制备球形羟基磷灰石和 银纳米粒子复合涂层∗ ∗∗ 亚斯曼·胡西塔尔　 王英波 　 木克热木·艾比布拉 阿布都热依木·阿布都克尤木　 努尔比亚·木合太尔　 粟　 智 （ 新疆师范大学化学化工学院　 乌鲁木齐　 ８３００５４ ） 摘　 要　 借助聚吡咯（ＰＰｙ）的调控，采用脉冲电沉积法在生物医用金属钛表面制备出均匀的纳米ＨＡ／ ＰＰｙ／ Ａｇ ＋ 抗菌复合涂层． 考察了电解液中Ｐｙ浓度、Ａｇ 浓度、钙磷盐浓度等对复合涂层的形貌及成分的影响． 探讨了 ＰＰｙ聚合过程形成球形ＨＡ⁃ＮＰｓ和Ａｇ⁃ＮＰｓ 的形成机理，并对复合涂层的生物活性、生理稳定性及抗菌性能进 行研究． 研究结果表明，电解液中Ｐｙ浓度的高低影响涂层的形貌，Ｐｙ浓度为００３ ｍｏｌ／ Ｌ 时有利于复合涂层 ＋ ＋ 的沉积． 电解液中Ａｇ 浓度影响涂层的形貌、结晶，电解液中Ａｇ 浓度为０３ ｍｍｏｌ／ Ｌ左右比较适合． 电解液 ２＋ ２＋ 中Ｃａ 浓度影响涂层的形貌及结晶，其浓度过高颗粒尺寸增大，Ｃａ 浓度为５０ ｍｍｏｌ／ Ｌ左右较适合． 复合涂 层能够诱导磷灰石的生成，使其沿着（００２） 晶面出现择优生长，具有较好的生物活性． ＰＰｙ 的加入大大降低了 ２＋ ＋ 复合涂层中Ｃａ 和Ａｇ 的释放速度，提高了复合涂层的生理稳定性． 抗菌检测表明复合涂层具有良好的抗 菌性． 关键词　 羟基磷灰石，复合涂层，脉冲电沉积，生物活性，抗菌性 　 　 据调查，我国每年因各类事故、疾病引起的骨 金属复合材料既具有优良的力学性能，同时也具 缺损或骨损伤患者约３００ 万人，骨骼不健全人群 有优异的生物相容性和生物活性，目前已被广泛 则达１０００万人． 目前钛及钛合金制备的材料以 应用于临床植入器械表面改性［９，１０］． 强度高、表面光滑、耐磨损、耐腐蚀、永久修复等优 需要指出的是植入体不仅要具有骨诱导性还 点而被广泛应用［１～３］． 因外伤、肿瘤等因素导致 要具有抗菌活性． 目前临床表明开发骨诱导及抗 骨、关节损伤，必须借助弧型板、螺丝钉、人造骨及 菌双功能的复合涂层迫在眉睫． 研究表明，由生 关节等骨固定材料． 这些植入物要长期留置于人 物材料引发的感染中，４５％的原因是由于植入物 体内，会受到人体的弯曲、扭转、挤压等作用，要求 材料与人体接触时，在材料表面形成一层蛋白膜， ［４］ 植入物具有高的强度和韧性 ． 钛及钛合金具有 而细菌很容易在这层蛋白膜上黏附，继而生长繁 优良的力学性能，且与人体组织有良好的适应性， 殖，在材料表面引入抗菌涂层是近年来常用的方 不会产生如微血管流速的改变、组织液渗出的增 法［１１，１２］． 在种植体表面装载抗生素存在明显的 加等的排斥反应，完全可以满足人体植入物的要 弊端，抗生素对病变骨组织部位的渗透性较差，对 求． 然而钛