钴铬合金表面二氧化钛薄膜的制备及其性能研究

论文摘要

钴铬合金铸造支架的可摘局部义齿（removable partial denture,RPD）是临床广泛应用的牙列缺损的修复方式之一。但临床观察和实验研究均发现,RPD戴入后,其卡环、基托、连接体有碍口腔自洁功能,影响口腔微环境,从而可导致基牙的龋病、牙龈炎、牙周炎的发生。近年来,二氧化钛（Titanium dioxide,TiO2）以优异抗菌效果及良好的生物相容性得到国内外学者的认可,已在口腔RPD基托树脂、种植体、正畸拖槽中应用。本研究采用溶胶-凝胶（solution-gelation,sol-gel）工艺、浸渍提拉法（dipcoating method）在RPD钴铬合金支架表面制备正三价铁离子掺杂(Fe3+-doped)的二氧化钛薄膜;同时对其力学性能和抗菌性能进行初步分析和探讨,通过RPD钴铬合金支架的抗菌性能来提高其自洁功能,从而为其临床应用提供理论依据和实验支持。第一部分掺杂铁离子的二氧化钛膜制备及性能表征目的:在钴铬合金表面制备Fe(3+0掺杂的二氧化钛薄膜。方法:以钛酸四丁酯为前驱体,采用sol-gel工艺、浸渍提拉法在钴铬合金表面制备Fe3+掺杂的二氧化钛膜,利用扫描电镜（scanning electronmicroscopy,SEM）、原子力显微镜（atomic force microscopy,AFM）、X射线衍射仪（X-ray diffraction,XRD）、傅立叶红外光谱仪（FourierTransform infrared spectrometer,FT-IR）、X射线能谱仪（Energy DispersiveSpectroscopy,EDS）分别表征薄膜的表面和横断面形貌、晶相结构及元素成分,并通过划痕法和磨损实验测试膜基结合强度及薄膜的耐磨性。结果:钴铬合金试样表面形成一层厚约267nm～310nm、平整致密的金黄色透明薄膜,薄膜成分为锐钛矿型二氧化钛,其主要元素成分有O、Ti、Fe。膜基结合力平均值为68.37N,同等磨损实验条件下,镀膜试样的失重量约为未镀膜者的2/5。结论:sol-gel工艺在钴铬合金表面制备Fe3+掺杂的二氧化钛薄膜光滑平整,具有良好的膜基结合力与临床应用价值。第二部分掺杂铁离子的二氧化钛膜对变形链球菌的抗菌性能目的:探讨掺杂Fe3+的二氧化钛薄膜在体外对变形链球菌的抗菌效果。方法:采用sol-gel浸渍提拉法在钴铬合金表面制备未掺铁和不同Fe3+掺杂量的二氧化钛薄膜。采用贴膜法测试纯二氧化钛薄膜和掺Fe3+二氧化钛薄膜分别在紫外光、荧光灯、黑暗条件下对变形链球菌的抗菌活性,并测定最佳抗菌活性时Fe3+掺杂量,以未制备二氧化钛膜的钴铬合金为对照组。结果:在紫外光、荧光灯、黑暗三种条件下,掺Fe3+量为0.5%摩尔比的二氧化钛薄膜的抗菌率分别是92.06%、86.04%、74.04%,纯二氧化钛薄膜的抗菌率则分别是69.39%、54.73%、39.62%。三种不同光照条件下掺杂的和未掺杂薄膜的抗菌活性,以及同一薄膜在三种光照条件抗菌活性均存在着统计学差异（P＜0.05）。Fe3+/Ti的最佳摩尔比在紫外光和黑暗条件下为2%,荧光灯下为1.5%。结论:掺Fe3+的二氧化钛薄膜抗菌活性高于未掺杂Fe3+的二氧化钛薄膜,可通过调整Fe3+的掺杂量可优化其抗菌活性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一部分 掺杂铁离子的二氧化钛膜制备及性能表征
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分 掺杂铁离子二氧化钛膜对变形链球菌的抗菌性能
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 全文小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 文献综述