钛金属表面超疏水抗菌体系构建的相关研究

内植物感染是骨科手术灾难性并发症，一旦生物膜形成，外源性抗菌素很难有效，而金属表面抗菌载药非常困难，效果欠佳。.细菌贴附是感染的第一步，阻断细菌粘附至关重要。研究表明疏水表面（接触角>90 ，<150 ）可以抑制金黄色葡萄球菌在金属表面的贴附。在预实验中，我们在钛金属表面制备出 TiO2 纳米管阵列，具有良好疏水性，可以抑制细菌的粘附；同时发现这些纳米管结构均一，整齐排列，底端封闭，是天然的药物载体。 .据此，提出本实验设计：第一，对钛金属表面纳米管阵列进行超疏水修饰（接触角>150 ），探索超疏水表面细菌粘附行为学的改变，以及超疏水表面对细菌生物膜形成的影响；第二，在纳米管中负载抗菌素，形成均匀稳定的载药层，探索金属表面通过单开口纳米管实现药物负载的情况，以及疏水界面对药物释放动力学的影响；第三、观察钛金属表面双效抗菌涂层对降低金属内植物感染的效果，为骨科内植物抗感染研究提供新的思路。

抑制细菌在内植物表面种植、贴附是预防及控制内植物感染的关键环节。本课题拟通过构建钛金属表面TiO2纳米管超疏水抑菌体系，增强骨科钛内植物表面抑菌效果。本研究首先通过X 射线能谱、X 射线衍射、扫描电镜分析了TiO2纳米管阵列的表面构成、 晶体结构与表面形貌；其次通过接触角仪分析超疏水修饰后钛内植物表面浸润性并通过扫描电镜、荧光显微镜观察超疏水表面对金葡菌黏附的抑制作用；再次通过超疏水表面纤维蛋白吸附及定量分析，评估纤维蛋白在超疏水表面抑菌及生物膜形成中作用；最后探讨不同电流及脉冲电压条件下在TiO2纳米管内沉积纳米银颗粒制备内固定表面抗菌涂层可行性，并通过X 射线能谱分析、X 射线衍射、扫描电镜等手段评估了载银TiO2纳米管理化性能。研究表明：钛金属表面TiO2纳米管超疏水抑菌体系能够明显抑制纤维蛋白吸附、细菌贴附及生物膜形成，为骨科内植物感染预防提供了一种新颖而极有前途的表面修饰方式。