载银羟基磷灰石抗菌粉体和陶瓷的制备及抗菌性能

采用水热法一步合成载银羟基磷灰石抗菌粉体(Ag-HA),并将其应用于抗菌陶瓷的制备。研究结果表明水热条件下HA实际载银量与AgNO₃加入量存在较好的线性关系。XRD和TEM分析结果显示Ag-HA与HA具有相同的晶体结构,水热条件下Ag⁺取代Ca²⁺在HA晶体中的位置,生成Ag_xCa_10-x(PO₄)₆(OH)₂。Ag-HA长度随Ag⁺掺入量的增加而增大,当Ag⁺掺入量增加至1.50%时,Ag-HA由棒状生长为晶须状。选择4.50% Ag-HA作为抗菌粉体,其掺入量为9wt%时,陶瓷的抗菌率>99.9%,此时釉料中Ag₃PO₄含量为0.56%,低于目前研究中釉料中Ag₃PO₄添加量(2wt%~4wt%),不但在一定程度上解决了抗菌陶瓷产品成本较高的问题,而且满足JC/T 897-2002(抗菌陶瓷制品抗菌性能)对抗菌陶瓷抗菌性能的要求。     

银掺杂纳米羟基磷灰石抗菌粉体的水热合成及结构表征

采用水热法,以硝酸钙(Ca(NO3)2 4H2O)、硝酸银(AgNO3)和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)为主要原料,制备纳米级银掺杂羟基磷灰石(Ag-HA)抗菌粉体.考察了硝酸银加入量、反应温度、反应时间对产物结构和形貌的影响.XRD分析结果显示Ag-HA与HA具有相同的晶体结构.EDS和XRF分析结果说明Ag+取代Ca2+在HA晶体中的位置,生成AgxCa10-x(PO4)6(OH)2.抗菌试验结果表明,所制备的Ag-HA抗菌粉体具有良好的抗菌性能,最小抑菌浓度MIC值≤50μg/mL(对大肠杆菌、黄色葡萄球菌).     

电化学沉积含纳米银羟基磷灰石涂层及抗菌性能研究

应用柠檬酸钠还原法制得纳米银胶体溶液,并在钛基表面电泳沉积纳米银颗粒,再由电化学沉积法沉积羟基磷灰石涂层.X射线电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM/SEM)证实该涂层含羟基磷灰石(HAp)和Ag,其纳米银颗粒尺度为5~20 nm.抗菌试验表明,涂层中含银量随电泳沉积液纳米银粒子浓度升高而增加,抗菌性也相应增强.但如沉积液中银粒子超过一定浓度时,则其在钛表面会发生明显团聚,导致抗菌性能的降低.据此,初步优化了抗菌效果最佳的复合涂层制备技术.     

水热合成微孔纳米羟基磷灰石

以Ca(NO3)2·4H2O、P2O5为原料,水-乙醇为溶剂,在碱性介质中,采用水热法合成微孔纳米羟基磷灰石晶体(HAP),研究了水-乙醇的体积比对产物组成、晶体结构的影响. 利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热分析(TG/DTA)、透射电镜(TEM)等检测技术对HAP的晶相、化学组成和形貌进行了表征和分析. 结果表明,当V(水):V(乙醇)=1:1时,可得到晶体发育完整、晶体表面孔洞分布均匀(孔密度约为3×109个/cm2)和孔径约为1～2 nm的六方柱状纳米羟基磷灰石晶体(60 nm×100 nm).     

微孔纳米羟基磷灰石的水热合成与结构表征

以Ca(NO3)2.4H2O,P2O5为原料,水-乙醇体系为溶剂,在碱性介质中,采用水热法合成微孔羟基磷灰石,并考察了水热温度、时间对晶体结构的影响。通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热分析(TG/DTA)、透射电镜(TEM)等检测手段对HAP的晶相、化学组成和形貌进行了表征和分析,结果表明:160℃下水热8小时,可得到粒径为70×167nm的六方柱状微孔纳米HAP晶体,晶体表面孔径大约为1~2nm,孔密度大约为3×109个/cm2。     

水热重结晶法制备羟基磷灰石纳米棒

本文以Ca(NO₃)₂和(NH₄)₂HPO₄为原料，采用重结晶法，在水热条件下制备了羟基磷灰石(HA)纳米棒；利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、红外光谱(FTIR)等分析测试手段，研究了pH值和晶化时间对HA组成和结构的影响。实验结果表明，室温混合pH值为7.5的沉淀物和pH值为10.5的清液，于180 ℃下水热处理10 h重结晶制得的HA纳米棒的平均长径比最长(约为28)；采用不同pH值的清液，体系的单体浓度(即化学势)改变时，得到的HA纳米棒的长径比不同；随着晶化时间延长，纳米棒的长径比先增大后减小。     

脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备羟基磷灰石/银复合涂层

采用脉冲电化学驱动壳聚糖原位调控制备了具有抗菌性的羟基磷灰石/银纳米复合涂层.考察了电解液中银离子浓度、钙磷盐浓度等对复合涂层的形貌及成分的影响.探讨了壳聚糖调控羟基磷灰石和银纳米粒子的形成机理,发现在本研究的较佳实验条件为电位-1.3 V,Ag~+浓度为0.06 g·L~(-1),Ca~(2+)浓度为5 mmol·L~(-1).在此基础上对复合涂层的生物活性、生理稳定性能、抗菌性能进行分析.结果表明:复合涂层呈纳米球状,由羟基磷灰石、银、壳聚糖三相组成,并且表面有一层壳聚糖覆盖.银纳米粒子和羟基磷灰石纳米粒子在复合涂层中均匀分布.将复合涂层浸泡在SCPS溶液中37°C浸泡矿化10天后,在复合涂层表面生产细针状排列整齐的羟基磷灰石,且在(002)晶面25.8°处发生显著择优生长,表明复合涂层在快速矿化液中能诱导磷灰石生成,生物活性好.将复合涂层浸泡在37°C PBS溶液中考察其生理稳定性,壳聚糖对复合涂层中Ca~(2+)和Ag~+实现双重离子释放,且降低了离子释放速度,涂层具有良好的生理稳定性.抗菌实验表明复合涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率达到99%以上,抗菌能力强.     

氧化钛催化羟基磷灰石分解制备可降解磷酸钙陶瓷

本文将纳米锐钛矿型氧化钛(TiO2)作为催化剂添加到羟基磷灰石(HA)中,经烧结制成可降解的磷酸钙陶瓷,采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),体外模拟实验等手段对不同制作工艺的陶瓷进行表征,考察TiO2的添加量和保温时间对磷酸钙陶瓷性能的影响。实验表明,在较低的温度下,TiO2可以降低HA的高温稳定性,使HA分解成磷酸四钙(TTCP)和磷酸三钙(TCP)。由于TCP具有良好的降解性,TiO2的加入极大的提高了HA的降解速率,且随着TiO2添加量的增加降解速率逐渐增大,保温时间越长,降解速率愈小;浸泡SBF结果显示,TiO2的加入可以提高陶瓷沉积活性磷灰石层的能力,但沉积能力与TiO2添加比例不成正比,添加7wt%的材料沉积最快;细胞实验表明,TiO2的加入不影响HA促进细胞增殖分化的能力。使用氧化钛催化分解HA,可能是制备具有良好生物学性能的可降解磷酸钙陶瓷的有效手段。     

模拟体液法制备纳米级羟基磷灰石

用模拟体液法制备纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP or HA)粉体。研究了反应温度、反应浓度和反应时间对合成的影响。结果发现,制备纳米级羟基磷灰石的最佳工艺条件为:反应温度60℃,浓度为15倍的模拟体液(simulate body fluid,SBF),反应时间为10h。在此工艺条件下制备的羟基磷灰石粉体的微观形貌为球形颗粒,平均颗粒直径为30 nm。     

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

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0.03 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0.3 mmol/L左右比较适合.电解液中Ca~(2+)浓度影响涂层的形貌及结晶,其浓度过高颗粒尺寸增大,Ca~(2+)浓度为5.0 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的加入大大降低了复合涂层中Ca~(2+)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.     

羟基磷灰石微球的制备、应用和功能化

羟基磷灰石(HA)是人体和动物骨骼的主要无机矿物成分。近年来,因HA具有特殊的表面特性和理化性能,良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用,制备各种形态的HA材料成为从事生物、医学和材料的科研人员的研究重点。本文首先介绍了HA微球的制备方法,重点讨论了以聚合物为软模板以及用各种球形材料作为硬模板合成HA微球的制备方法,列出了不同方法制备HA微球的直径、孔径、比表面等各种性能参数。由于HA微球具有比表面积大、流动性好、质量轻、强度大,注射性能好,团聚能力低等HA块材不具有的特点,其在载体、骨修复材料、环境保护和色谱分离上有广泛的应用。针对HA微球在应用过程中遇到的问题,可采用表面改性或包覆、掺杂和将HA分散在其他基体中等措施对HA微球进行功能化修饰。HA 微球在控释载体、蛋白质分离以及细胞支架等方面具有极大的应用前景。     

电诱导牙釉质表面羟基磷灰石涂层形成的研究

以含Ca(NO₃)₂、NH₄H₂PO₄和NaNO₃组成的溶液作为电解液,在人牙釉质表面电诱导制备了羟基磷灰石(HA)涂层。应用X射线衍射(XRD)﹑扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对形成涂层后的牙釉质样品进行分析和表征,研究了电解液初始pH值﹑电流密度和温度的变化对涂层的组成﹑结构和形貌的影响。研究结果表明这些因素对涂层的组分(HA)没有显著影响,而对涂层中HA晶体c轴的择优取向度的影响则较显著。当控制电解液的初始pH值为6﹑电流密度为0.5 mA·cm^-2﹑温度为55 ℃的时候,涂层中HA晶体沿c轴方向择优取向生长,且择优取向度和牙釉柱的HA较为接近。     

天然高分子复合羟基磷灰石材料的制备与应用

羟基磷灰石(HA)是人类与动物骨骼中主要无机物组成成分,因其具有良好的生物相容性、生物活性和骨传导作用,作为新型合成生物材料已应用于骨组织的修复与替代技术。本文在介绍HA主要制备方法(如:沉淀法、乳液法、水热反应法、溶胶-凝胶法、机械化学法、固态合成法、水解法、超声化学法、热解法、模板法和电沉积法等)和应用的基础上,重点综述了各类天然高分子与HA复合材料的制备及应用研究进展。天然高分子,如:纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、蛋白(包括胶原蛋白、明胶、角蛋白、丝蛋白和植物蛋白)等,与HA复合后制备的天然高分子复合羟基磷灰石材料,在保持其生物相容性的同时,又能改善复合材料的机械性能与生物活性,使其可用于医用材料、载体材料和吸附分离材料。最后,本文指出为了满足生物体内的特殊环境(如强的韧性、与骨生长速度匹配性能等)及不同领域的要求,天然高分子复合HA材料需要发展的方向。     

Ag/TiO2聚丙烯负载膜的制备及其光催化与抗菌特性研究

以聚丙烯负载二氧化钛膜为载体,在一定浓度的AgNO3水溶液中,利用光还原在氧化钛膜表面还原Ag,制备载银二氧化钛负载膜,在室光和太阳光下,分别选择Ag/TiO2聚丙烯膜、TiO2聚丙烯膜和活性炭聚丙烯膜,研究膜的抗菌特性和光催化特性.结果表明:Ag/TiO2负载膜由于同时具有Ag和TiO2的双重效用,显示了良好的杀菌特性,无论是在室内还是太阳光下,都没有检测到活的微生物;在水溶液中检测Ag/TiO2负载膜和TiO2负载膜的光催化特性,发现由于银离子的催化活性中心的作用,光催化降解甲基橙的能力与TiO2负载膜相比,能够提高10%左右,显示了良好的光化学特性.     

细乳液法制备聚硅氧烷-Ag纳米复合微球及其抗菌性

首先以苯乙烯(St)及3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MPS)为反应单体,通过细乳液聚合制备表面功能化聚硅氧烷微球,然后利用该微球表面的硅羟基及硅氧烷基团对Ag+的吸附及还原作用原位制备聚硅氧烷-Ag纳米复合微球。采用透射电镜(TEM)、紫外(UV-Vis)、热重分析(TG)及X射线衍射(XRD)等对聚硅氧烷-Ag纳米复合微球的形貌和组成进行了表征。研究表明:改变MPS和硝酸银的用量可调控聚硅氧烷-Ag纳米复合微球的形貌及表面银含量;抗菌实验结果表明,聚硅氧烷-Ag纳米复合微球具有较好的抑菌性。     

稀土复合磷酸盐无机抗菌材料对陶瓷活化水性能的影响

将稀土复合磷酸盐无机抗菌材料添加到陶瓷釉浆中制备具有活化水功能的抗菌陶瓷制品。用核磁共振技术(NMR)以及溶解氧测试技术研究添加稀土复合磷酸盐无机抗菌材料对陶瓷活化水性能影响机制,以及活化水功能陶瓷制品对植物种子发芽性能的影响。结果表明：添加稀土复合磷酸盐无机抗菌材料制备的抗菌陶瓷制品可使自来水的^17O-NMR半峰宽由115．36Hz降低到99．15Hz;提高水中溶氧量20％;蚕豆和花生种子4天发芽率可分别提高12．5％和7．5％。稀土复合磷酸盐无机抗菌材料具有增加陶瓷制品活化自来水性能、降低水分子缔合度,促进植物种子发芽的功能。     

溶胶凝胶模板法制备羟基磷灰石纳米线

以氯化钙和五氧化二磷的醇溶液为前驱体溶液,多孔阳极氧化铝(AAO)膜为模板,通过溶胶凝胶-模板法成功制备出羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAP)纳米线;利用扫描电镜、能量色散谱仪、透射电镜、X射线衍射仪及傅立叶变换红外光谱仪等分析了产物的组成和微结构;并讨论了纳米线的生长机理.结果表明,所制备的羟基磷灰石纳米线直径约为50nm、长度达20μm,分别与模板的孔径和厚度一致.     

铁、铈共掺杂纳米TiO2溶胶的制备及抗菌性能

采用微波辅助胶溶工艺,在常压条件下,制备了可用于室内杀菌的铁、铈共掺杂纳米TiO₂水溶胶,通过X-射线衍射(XRD)、等离子体发射光谱(ICP)、动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对产物结构进行了表征,并选用白色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试菌种,分别在无光照、自然光照条件下,采用菌落计数法对水溶胶抗菌性能进行了检测。结果表明,用微波辅助胶溶工艺制备的Fe/Ce共掺杂纳米TiO₂为锐钛矿型,其平均粒径为10 nm。Fe/Ce的掺杂改性能有效提高纳米TiO₂水溶胶的抗菌性能,尤其是在自然光照条件下,Fe/Ce共掺杂纳米TiO₂溶胶在6 h内对各测试菌种的杀菌率均为95%以上,表明Fe/Ce共掺杂纳米TiO₂水溶胶具有很高的广谱杀菌性。采用透射电镜(TEM)对杀菌过程中的大肠杆菌菌体形态进行观测,探讨了Fe/Ce共掺杂纳米TiO₂水溶胶的抗菌机理。     

纳米级Ag粉的制备

报道了氧化还原法制备纳米Ａｇ粉，通过对样品的评估，得出此种方法制备的纳米级Ａｇ粉颗粒分散性好，颗粒分布均匀，范围窄，最小粒径为５ｎｍ。