鈦表面修飾抗菌性的研究進(jìn)展

1、2021-12-21一周工作匯報(bào)匯報(bào)人：張宇琳時(shí) 間：2012-09-282021-12-22 Beijing journal of Stomatology August 2012,Vol.20,No.42021-12-23n一、摘要n二、前言n三、方法概述n四、參考文獻(xiàn)2021-12-24一、摘要一、摘要n鈦具有良好的生物相容性，作為醫(yī)用材料廣泛鈦具有良好的生物相容性，作為醫(yī)用材料廣泛用于口腔修復(fù)和整形外科種植體等用于口腔修復(fù)和整形外科種植體等n目前存在的目前存在的問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 鈦表面細(xì)菌的聚集和粘附鈦表面細(xì)菌的聚集和粘附，易于導(dǎo)致修復(fù)體、，易于導(dǎo)致修復(fù)體、種植體等周?chē)M織的炎癥，是導(dǎo)致種植

2、體失敗種植體等周?chē)M織的炎癥，是導(dǎo)致種植體失敗的主要原因之一。的主要原因之一。2021-12-25二、前言二、前言n基于摘要，構(gòu)成種植體的生物材料本身的抗菌性抗菌性，對(duì)于預(yù)防種植體周?chē)M織感染具有重要的作用。n在種植體表面層添加抗菌性成分（這些抗菌性成分不能影響材料的生物相容性），可以降低種植體周?chē)腥镜姆椒?。n抗菌劑包括無(wú)機(jī)、有機(jī)和生物抗菌劑。2021-12-26鈦表面獲得抗菌性能的方法：n等離子電解氧化（等離子電解氧化（plasma electrolytic oxidation）n陽(yáng)極氧化（陽(yáng)極氧化（anodic oxidation)n熱噴涂熱噴涂(thermal spraying tec

3、hnology)n原結(jié)晶原結(jié)晶(sitn crystallization)n溶膠溶膠-凝膠涂層凝膠涂層(sole-gel coatings)n離子植入離子植入(ion Implantation)n電沉積電沉積(electrodeposition)n自組裝自組裝(self-assembly)n物理沉積物理沉積(physical vapor deposition)n磁控濺射磁控濺射(magnetron co-sputtering)n聯(lián)合處理聯(lián)合處理(combined improvement)2021-12-27三、方法概述三、方法概述n陽(yáng)極氧化（陽(yáng)極氧化（anodic oxidation) 池田等

4、將鈦在氯化鈉或氟化鈉等溶液中陽(yáng)極氧化，在池田等將鈦在氯化鈉或氟化鈉等溶液中陽(yáng)極氧化，在鈦表面形成鈦表面形成Ti-Cl層，獲得持續(xù)的良好抗菌性能。層，獲得持續(xù)的良好抗菌性能。 Shibata進(jìn)一步證實(shí)，這種材料有抗菌性，又具有細(xì)胞進(jìn)一步證實(shí)，這種材料有抗菌性，又具有細(xì)胞相容性。相容性。 Shibata 等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其抗菌性的獲得可能由于活性氧等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)其抗菌性的獲得可能由于活性氧聚集在鈦表面所致。聚集在鈦表面所致。 Shirai等利用陽(yáng)極氧化，在鈦表面制備等利用陽(yáng)極氧化，在鈦表面制備Ti-I層，抑制了層，抑制了金葡菌或大腸桿菌的能力與純鈦和不銹鋼相比，明顯金葡菌或大腸桿菌的能力與純鈦和不銹鋼相

5、比，明顯增強(qiáng)，而對(duì)成纖維細(xì)胞的細(xì)胞相容性無(wú)明顯區(qū)別。增強(qiáng)，而對(duì)成纖維細(xì)胞的細(xì)胞相容性無(wú)明顯區(qū)別。 Batur等將鈦片在氫氟酸電解液中陽(yáng)極氧化納米管，表等將鈦片在氫氟酸電解液中陽(yáng)極氧化納米管，表面可以有效抑制金葡菌生物膜的生長(zhǎng)，作用被認(rèn)為是面可以有效抑制金葡菌生物膜的生長(zhǎng)，作用被認(rèn)為是氟引起的。氟引起的。2021-12-28n等離子電解氧化（等離子電解氧化（plasma electrolytic oxidation） 又稱(chēng)：微弧氧化、微等離子體氧化又稱(chēng)：微弧氧化、微等離子體氧化 李健學(xué)等分別在李健學(xué)等分別在KCL、KI以及以及KF電解液中，對(duì)純鈦電解液中，對(duì)純鈦進(jìn)行微弧氧化處理，增加其抗菌性能。

6、進(jìn)行微弧氧化處理，增加其抗菌性能。 Bogdan等在鈦合金（等在鈦合金（Ti-6AL-7Nb）表面利用等離子體）表面利用等離子體電解氧化技術(shù)制備多孔二氧化鈦電解氧化技術(shù)制備多孔二氧化鈦-銀復(fù)合金涂層，在其銀復(fù)合金涂層，在其上面培養(yǎng)耐甲氧青霉素金葡菌上面培養(yǎng)耐甲氧青霉素金葡菌24小時(shí)，顯示該涂層對(duì)小時(shí)，顯示該涂層對(duì)該細(xì)胞有完全殺滅作用。該細(xì)胞有完全殺滅作用。2021-12-29n離子植入離子植入(ion Implantation) 劉慧穎等應(yīng)用等離子體離子植入裝置將氟離子注入鈦劉慧穎等應(yīng)用等離子體離子植入裝置將氟離子注入鈦表面，可有效地抑制牙齦表面，可有效地抑制牙齦 單胞菌的粘附并影響其菌單胞菌

7、的粘附并影響其菌體形態(tài)，提示其具有抗菌性能。體形態(tài)，提示其具有抗菌性能。 Xu等用離子體浸沒(méi)離子注入與沉積，將鋅離子注入到等用離子體浸沒(méi)離子注入與沉積，將鋅離子注入到鈦表面，可有效抑制鏈球菌的粘附。鈦表面，可有效抑制鏈球菌的粘附。 Yoshinari 等在鈦表面分別進(jìn)行離子植入，陽(yáng)極氧化，等在鈦表面分別進(jìn)行離子植入，陽(yáng)極氧化，二氧化鈦涂層，離子鍍及離子混合等表面處理，用二氧化鈦涂層，離子鍍及離子混合等表面處理，用ATCC33277和伴防線桿菌做抗菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示只有和伴防線桿菌做抗菌實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示只有鈦表面植入氟離子才能獲得有效的抗菌性，且不抑制鈦表面植入氟離子才能獲得有效的抗菌性，且不抑制成

8、纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)。成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)。 2021-12-210n物理沉積物理沉積(physical vapor deposition) Ewald等利用物理沉積的方法，在鈦表面沉積銀，結(jié)等利用物理沉積的方法，在鈦表面沉積銀，結(jié)果顯示：該涂層對(duì)葡萄球菌、肺炎桿菌具有良好抑制果顯示：該涂層對(duì)葡萄球菌、肺炎桿菌具有良好抑制作用，并對(duì)成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞無(wú)毒性作用。作用，并對(duì)成骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞無(wú)毒性作用。2021-12-211n電沉積電沉積(electrode position) Sirivisoot等將含有青霉素等將含有青霉素/鏈霉素或地塞米松電沉積到鏈霉素或地塞米松電沉積到聚吡咯后涂在鈦表面，能通過(guò)電控

9、制釋放聚吡咯后涂在鈦表面，能通過(guò)電控制釋放80%的藥物，的藥物，以達(dá)到抗感染、抗炎癥的目的，并能提高成骨細(xì)胞的以達(dá)到抗感染、抗炎癥的目的，并能提高成骨細(xì)胞的粘附，抑制成纖維細(xì)胞的粘附。粘附，抑制成纖維細(xì)胞的粘附。2021-12-212 n熱噴涂熱噴涂(thermal spraying technology) Li等在鈦表面利用等離子噴涂納米二氧化鈦等在鈦表面利用等離子噴涂納米二氧化鈦/銀涂層，銀涂層，發(fā)現(xiàn)該涂層具有持續(xù)性抑制大腸桿菌生長(zhǎng)，同時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)該涂層具有持續(xù)性抑制大腸桿菌生長(zhǎng)，同時(shí)沒(méi)有明顯的成骨細(xì)胞毒性。明顯的成骨細(xì)胞毒性。 Yonekura等等 鈦表面熱噴涂含銀羥基磷灰石涂層，并在鈦表

10、面熱噴涂含銀羥基磷灰石涂層，并在鼠脛骨做體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果鼠脛骨做體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果3%Ag-HA與與HA涂層相比，涂層相比，在種植體周?chē)切纬闪颗c骨接觸無(wú)明顯區(qū)別，在種植體周?chē)切纬闪颗c骨接觸無(wú)明顯區(qū)別，50%Ag-HA涂層有明顯的抑制骨形成作用。涂層有明顯的抑制骨形成作用。2021-12-213n磁控濺射磁控濺射(magnetron co-sputtering) Huang等利用雙槍磁控濺射在鈦表面沉積納米等利用雙槍磁控濺射在鈦表面沉積納米TaN-Ag涂層，獲得抗金葡菌的同時(shí)，用涂層，獲得抗金葡菌的同時(shí)，用MTT法檢測(cè)對(duì)人牙齦法檢測(cè)對(duì)人牙齦成纖維細(xì)胞的影響，證實(shí)有良好的生物相容性。成纖維細(xì)胞的影響

11、，證實(shí)有良好的生物相容性。2021-12-214n原結(jié)晶原結(jié)晶(sitn crystallization) Wang等在鈦表面通過(guò)原位結(jié)晶等在鈦表面通過(guò)原位結(jié)晶14um沸石薄膜，并通沸石薄膜，并通過(guò)離子交換的方式導(dǎo)入銀離子，能明顯抑制金葡菌的過(guò)離子交換的方式導(dǎo)入銀離子，能明顯抑制金葡菌的生長(zhǎng)，并由于沸石的超親水特性，細(xì)胞毒性檢測(cè)顯示：生長(zhǎng)，并由于沸石的超親水特性，細(xì)胞毒性檢測(cè)顯示：該涂層具有良好的生物相容性。該涂層具有良好的生物相容性。2021-12-215n溶膠溶膠-凝膠涂層凝膠涂層(sole-gel coatings) Secinti等利用溶膠等利用溶膠-凝膠法在鈦螺絲釘表面形成納米銀凝膠

12、法在鈦螺絲釘表面形成納米銀涂層，再將鈦釘植入新西蘭兔的髂骨嵴；同時(shí)，用非涂層，再將鈦釘植入新西蘭兔的髂骨嵴；同時(shí)，用非涂銀鈦釘做對(duì)照。涂銀鈦釘做對(duì)照。28天處死兔子，觀察鈦釘周?chē)皟?nèi)天處死兔子，觀察鈦釘周?chē)皟?nèi)臟的組織變化，結(jié)果顯示，所有涂銀鈦釘和臟的組織變化，結(jié)果顯示，所有涂銀鈦釘和10%的未的未涂銀鈦釘周?chē)M織無(wú)菌，內(nèi)臟的超涂銀鈦釘周?chē)M織無(wú)菌，內(nèi)臟的超 微結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)顯示均正常。示均正常。 Mo等在鈦表面沉積銀等在鈦表面沉積銀-羥磷灰石羥磷灰石/二氧化鈦納米復(fù)合薄二氧化鈦納米復(fù)合薄膜，在薄膜上細(xì)菌培養(yǎng)膜，在薄膜上細(xì)菌培養(yǎng)24小時(shí)，可殺滅小時(shí)，可殺滅98%的金葡菌的金葡菌和

13、和99%的大腸桿菌。的大腸桿菌。2021-12-216n自組裝自組裝(self-assembly) Chua等在鈦表面形成透明質(zhì)酸等在鈦表面形成透明質(zhì)酸-殼聚糖電解質(zhì)多層膜殼聚糖電解質(zhì)多層膜結(jié)構(gòu)，并偶聯(lián)結(jié)構(gòu)，并偶聯(lián)RGD肽獲得抗菌性同時(shí)，也改善細(xì)胞的肽獲得抗菌性同時(shí)，也改善細(xì)胞的粘附性。粘附性。 Khoo等在鈦表面組裝聚乙二醇修飾的鈦粘接肽，發(fā)現(xiàn)等在鈦表面組裝聚乙二醇修飾的鈦粘接肽，發(fā)現(xiàn)該鈦表面能阻止蛋白質(zhì)的吸收和金葡菌的粘附。該鈦表面能阻止蛋白質(zhì)的吸收和金葡菌的粘附。 Harris等研究，將等研究，將L-賴(lài)氨酸與聚乙二醇合成共聚物，賴(lài)氨酸與聚乙二醇合成共聚物，在組裝到鈦金屬表面，這種共聚物有

14、明顯的抗金葡菌在組裝到鈦金屬表面，這種共聚物有明顯的抗金葡菌的粘附，同時(shí)對(duì)成纖維細(xì)胞或成骨細(xì)胞等具有粘附作的粘附，同時(shí)對(duì)成纖維細(xì)胞或成骨細(xì)胞等具有粘附作用。用。2021-12-217n聯(lián)合處理聯(lián)合處理(combined improvement) Kim等在改性的鈦表面用氯已定處理，對(duì)變形鏈球菌等在改性的鈦表面用氯已定處理，對(duì)變形鏈球菌有良好的抗粘附作用。有良好的抗粘附作用。 Zhang等利用甲基丙烯酸甲酯將絲膠固定在鈦表面，等利用甲基丙烯酸甲酯將絲膠固定在鈦表面，在降低金葡菌和上皮葡萄球菌粘附的同時(shí)，提高成骨在降低金葡菌和上皮葡萄球菌粘附的同時(shí)，提高成骨細(xì)胞的粘附、增殖能力，及提高堿性磷酸酶的

15、分泌量。細(xì)胞的粘附、增殖能力，及提高堿性磷酸酶的分泌量。 Swanson等在鈦表面經(jīng)噴砂、噴砂酸蝕、電化學(xué)處理等在鈦表面經(jīng)噴砂、噴砂酸蝕、電化學(xué)處理和噴砂電化學(xué)處理等復(fù)合殼聚糖和噴砂電化學(xué)處理等復(fù)合殼聚糖-萬(wàn)古霉素，實(shí)驗(yàn)顯示萬(wàn)古霉素，實(shí)驗(yàn)顯示抗生素的釋放與材料表面的處理無(wú)關(guān)?？股氐尼尫排c材料表面的處理無(wú)關(guān)。2021-12-218 nNorowski等通過(guò)甲硅烷反應(yīng)在鈦種植體表面涂含等通過(guò)甲硅烷反應(yīng)在鈦種植體表面涂含20%四環(huán)素或四環(huán)素或0.2%氯已定的殼聚糖，用其洗脫液做抗菌實(shí)氯已定的殼聚糖，用其洗脫液做抗菌實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將該種植體埋入大鼠的肌驗(yàn)和細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將該種植體埋

16、入大鼠的肌肉內(nèi)觀察組織的初期反應(yīng)，結(jié)果顯示：肉內(nèi)觀察組織的初期反應(yīng)，結(jié)果顯示：7天內(nèi)有天內(nèi)有89%四四環(huán)素，環(huán)素，2天內(nèi)有天內(nèi)有100%氯已定釋放出來(lái)，含四環(huán)素的氯已定釋放出來(lái)，含四環(huán)素的7天天內(nèi)抑制內(nèi)抑制95%99.9%的細(xì)菌生長(zhǎng)，并對(duì)人類(lèi)細(xì)胞無(wú)毒性；的細(xì)菌生長(zhǎng)，并對(duì)人類(lèi)細(xì)胞無(wú)毒性；含氯已定的含氯已定的1-2天內(nèi)抑制天內(nèi)抑制56%-99.5%的細(xì)菌生長(zhǎng)，但有的細(xì)菌生長(zhǎng)，但有細(xì)胞毒性，體內(nèi)埋入與非涂層對(duì)照顯示出急性炎癥。細(xì)胞毒性，體內(nèi)埋入與非涂層對(duì)照顯示出急性炎癥。 Zhao等在鈦表面陽(yáng)極氧化制備氧化鈦納米管，在硝酸等在鈦表面陽(yáng)極氧化制備氧化鈦納米管，在硝酸銀溶液中浸泡，并通過(guò)紫外燈照射，在找到納米顆粒，銀溶液中浸泡，并通過(guò)紫外燈照射，在找到納米顆粒，獲得長(zhǎng)期有