CN113106448A - 一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用 - Google Patents

一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用。该方法包括：将钛植入体浸泡在碱液中，升温进行碱热处理，取出，干燥，得到二氧化钛纳米结构植入体；将二氧化钛纳米结构植入体浸泡在五水硝酸铋溶液中，升温进行水热处理，清洗，取出，干燥，得到所述表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。本发明通过在钛植入体表面构建异质结，使钛植入体具有良好的生物相容性的同时，在可见光作用下能实现高效的抗菌活性，从而提高骨植入体的骨结合力。

Description

一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与 应用
技术领域
本发明涉及抗菌骨植入物的生产工艺，具体涉及一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用。
背景技术
人口老龄化的增加带来了许多问题，其中，最显著的是老年人的骨质疏松带来的骨折等问题，因此，各种用于骨科关节置换、矫形、固定等功能的钛及钛合金等植入物越来越多的应用于手术上。医用钛植入体由于直接与人体组织接触，在具备良好的力学性能基础上，仍需具有良好的生物相容性、抗菌性等。TiO2由于具有良好的化学稳定性、生物相容性以及与种植体等的结合强等优点而被广泛用于植入体等的表面改性，但是TiO2不具备抗菌性能。为了预防种植体在应用中遇到细菌感染等问题，赋予种植体一定的抗菌性能，同时兼具良好的生物相容性，这样才能保证种植体的长期稳定性。
近年来，异质结借助光响应抗菌得到了广泛的研究，此技术以太阳光为能量，能有效地杀灭细菌，是一种长期有效的抗菌方法。Bi2O3禁带宽度为2.6-2.9eV，最大吸收波长大约为490nm，可以实现可见光响应。Wushuilin等(Enhanced Osseointegration ofHierarchically Structured Ti Implant with Electrically Bioactive SnO2–TiO2Bilayered Surface)利用微弧氧化在钛棒表面制备了SnO2–TiO2异质结，具备一定的骨整合性能，但不具备抗菌性能，同时，微弧氧化这一方法成本较高，不利于推广使用。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体及其制备方法与应用。
本发明提供了一种具有二氧化钛/三氧化二铋异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法。该方法通过碱热处理和水热处理，在钛植入体表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结。该异质结的存在，在赋予钛植入体表面光催化抗菌的同时，有良好的生物相容性。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，包括如下步骤：
(1)预处理：将钛植入体(医用钛金属)进行超声清洗，干燥，得到预处理后的钛植入体；
(2)一维二氧化钛纳米结构的构建：将步骤(1)所述预处理后的钛植入体浸泡在碱液中，升温进行碱热处理，取出，干燥，得到二氧化钛纳米结构植入体；
(3)二氧化铋/三氧化二铋异质结膜层的构建：将步骤(2)所述二氧化钛纳米结构植入体浸泡在五水硝酸铋溶液中，升温进行水热处理，取出，清洗，干燥，得到所述表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。所述异质结抗菌膜层为二氧化钛/三氧化二铋异质结膜层。
进一步地，步骤(1)所述超声清洗包括：将钛植入体依次浸泡在丙酮、酒精(无水乙醇)、去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗的时间为5-20min。
优选地，步骤(1)所述钛植入体包括钛基骨植入体。
优选地，步骤(1)所述超声清洗包括：将钛植入体依次浸泡在丙酮、酒精、去离子水中进行超声清洗，每次超声清洗的时间为10min。
进一步地，步骤(1)所述干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为40-90min。所述干燥可以置于鼓风干燥箱内完成。
优选地，步骤(1)所述干燥的温度为60℃，干燥的时间为60min。
进一步地，步骤(2)所述碱液为氢氧化钠溶液；所述碱液的浓度为1-4mol/L。
优选地，步骤(2)所述碱液的浓度为2mol/L。
进一步地，步骤(2)所述碱热处理的温度为90-110℃。
进一步地，步骤(2)所述碱热处理的时间为20-25h。
优选地，步骤(2)所述热处理的温度为100℃，热处理的时间为24h。
进一步地，步骤(3)所述五水硝酸铋溶液的浓度为0.01-1mol/L。
优选地，步骤(3)所述五水硝酸铋溶液的浓度为0.01-0.03mol/L。
进一步优选地，步骤(3)所述五水硝酸铋溶液的浓度为0.02mol/L。
进一步地，步骤(3)所述水热处理的温度为140-180℃。
优选地，步骤(3)所述水热处理的温度为150～170℃。
进一步优选地，步骤(3)所述水热处理的温度为160℃。
优选地，步骤(3)所述水热处理的时间为2h。
进一步地，步骤(3)所述水热处理的时间为1-8h。
优选地，步骤(3)所述水热处理的时间为1-6h。
优选地，步骤(3)所述清洗，包括：用去离子水清洗1-6次。
进一步优选地，步骤(3)所述清洗，包括：用去离子水清洗3次。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体(具有二氧化钛/三氧化二铋异质结抗菌膜层的钛植入体)。
本发明提供的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体在光催化抗菌中的应用。
本发明在钛植入体表面构建TiO2/Bi2O3异质结，可以获得兼具良好抗菌性、生物相容性、低毒性的性能骨修复材料，以满足医用钛植入体的临床要求。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的制备方法，首次实现在钛植入体表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结膜层，得到的结构稳定均匀；
(2)本发明提供的制备方法，运用碱热处理和水热处理相结合的方法，制备出具有抗菌性能的异质结结构，成功响应可见光；
(3)本发明提供的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体，能够减少因滥用抗生素产生耐药性的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备过程示意图。
图2为实施例1中预处理后的钛基植入体、表面构建一维二氧化钛纳米结构的钛基植入体、表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结的钛基植入体的扫描显微镜图片。
图3为实施例2中预处理后的钛基植入体、表面构建一维二氧化钛纳米结构的钛基植入体、表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结的钛基植入体的扫描显微镜图片。
图4为实施例3中预处理后的钛基植入体、表面构建一维二氧化钛纳米结构的钛基植入体、表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结的钛基植入体的扫描显微镜图片。
图5为实施例1中水热处理2小时的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效率。
图6为实施例1中水热处理2小时的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的对骨髓间充质干细胞(MSCs)的生物相容性测试。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
实施例1
一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，包括如下步骤(可参照图1所示)：
(1)钛基植入体超声清洗预处理：
将钛基植入体用丙酮、酒精、去离子水依次超声清洗10min后放入温度设为50℃的恒温箱内，干燥60min，得到预处理后的钛基植入体；
(2)钛基植入体表面上一维二氧化钛纳米结构的构建：
将步骤(1)获得的预处理后的钛基植入体浸泡在碱液中，升温进行碱热处理，碱液为2mol/L的氢氧化钠溶液，碱热处理的温度为100℃，碱热处理的时间为24h，反应结束后，取出，干燥，在钛基植入体表面获得一维二氧化钛纳米结构，得到二氧化钛纳米结构植入体；
(3)钛基植入体表面上二氧化铋/三氧化二铋异质结的构建：
将步骤(2)获得的二氧化钛纳米结构植入体浸泡在0.02mol/L的五水硝酸铋溶液中，在160℃下进行2小时的水热处理，处理后，取出，清洗，干燥，在钛基植入体表面上获得二氧化钛/三氧化二铋异质结，得到所述表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。
实施例2
实施例2的制备方法与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：步骤(3)所述水热处理的时间改为1小时。实施例2制得一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。
实施例3
实施例3的制备方法与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：步骤(3)所述水热处理的时间改为6小时。实施例3制得一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。
实施例4
图2、图3及图4分别为实施例1、实施例2及实施例3中预处理后的钛基植入体，表面构建一维二氧化钛纳米结构的钛基植入体，表面构建二氧化钛/三氧化二铋异质结的钛基植入体的扫描显微镜图片。
如图2、图3及图4所示，所述钛植入体经过碱热处理后，表面具有一维二氧化钛纳米结构，进一步的水热处理后，在一维二氧化钛纳米结构表面生长零维三氧化二铋。而且随着水热时间的延长，零维三氧化二铋的数量增多。其中，一维二氧化钛纳米结构长度400-500nm。
实施例5
(1)以大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)为指示菌，实验设置三组，分别为空白组(实施例1步骤(1)的预处理后的钛基植入体)、对照组(实施例1步骤(2)的二氧化钛纳米结构植入体)、实验组(实施例1步骤(3)的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体)进行杀菌实验。
该实验包括：无菌条件下，将灭菌后材料用生理盐水清洗润湿，随后在各组材料表面分别滴加100μL的106CFU/mL菌液，以自然太阳光为光源照射30min，稀释(100倍)后涂布于LB固体培养基，37℃培养24h后按照平板菌落计数法统计活菌数。每次实验重复三次，取平均值。
(2)图5显示了二氧化钛/三氧化二铋异质结抗菌膜层的植入体在自然太阳光下的大肠杆菌及金黄色葡萄球菌细菌存活率，由图5可知，实验组在光照2h后大肠杆菌细菌存活率降低至1％，金黄色葡萄球菌的细菌存活率达到33％，具有良好的杀菌性能。图5中的钛基植入体表示实施例1步骤(1)的预处理后的钛基植入体(即空白组)，生长一维二氧化钛植入体表示实施例1步骤(2)的二氧化钛纳米结构植入体(即对照组)，二氧化钛/三氧化二铋异质结表示实施例1步骤(3)的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体(实验组)。
实施例6
在二氧化钛/三氧化二铋异质结抗菌膜层的植入体表面培养间充质干细胞，以观察该材料的生物相容性。
该实验以实施例1步骤(1)的预处理后的钛基植入体为对照组1，以实施例1步骤(2)的二氧化钛纳米结构植入体为对照组2，以实施例1步骤(3)的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体作为实验组。
该实验包括：将对照组1、对照组2及实验组的材料清洗后，浸泡在75％酒精中灭菌20分钟，随后置于48孔板中，加入0.5mL的间充质干细胞(MSCs)悬液(1×104cell/mL)，在37℃、5％CO2培养箱中培养1，3，5天后，用CCK-8(2-(2-甲氧基-4-硝苯基)-3-(4-硝苯基)-5-(2,4-二磺基苯)-2H-四唑单钠盐)来测量450nm下的吸光度值，评价细胞在不同材料表面上的活性，细胞活性结果如图6所示。
图6为培养1、3、5天后增殖率的CCK8分析。结果表明二氧化钛/三氧化二铋异质结抗菌膜层的植入体明显具有促进间充质干细胞增殖的作用。图6中的钛基植入体表示实施例1步骤(1)的预处理后的钛基植入体(即对照组1)，生长一维二氧化钛植入体表示实施例1步骤(2)的二氧化钛纳米结构植入体(即对照组2)，二氧化钛/三氧化二铋异质结表示实施例1步骤(3)的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体(实验组)。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钛植入体进行超声清洗，干燥，得到预处理后的钛植入体；
(2)将步骤(1)所述预处理后的钛植入体浸泡在碱液中，升温进行碱热处理，取出，干燥，得到二氧化钛纳米结构植入体；
(3)将步骤(2)所述二氧化钛纳米结构植入体浸泡在五水硝酸铋溶液中，升温进行水热处理，清洗，取出，干燥，得到所述表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。
2.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述超声清洗包括：将钛植入体依次浸泡在丙酮、无水乙醇、水中进行超声清洗，每次超声清洗的时间为5-20min。
3.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为40-90min。
4.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述碱液为氢氧化钠溶液；所述碱液的浓度为1-4mol/L。
5.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述碱热处理的温度为90-110℃，碱热处理的时间为20-25h。
6.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述五水硝酸铋溶液的浓度为0.01-1mol/L。
7.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述水热处理的温度为140-180℃。
8.根据权利要求1所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述水热处理的时间为1-8h。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体。
10.权利要求9所述的表面具有异质结抗菌膜层的钛植入体在光催化抗菌中的应用。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104835648A (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 苏州大学 氧化铋纳米颗粒/二氧化钛纳米管阵列的制备方法
CN107899076A (zh) * 2012-03-30 2018-04-13 登士伯Ih有限公司 具有包含抗微生物的金属的表面的医疗装置
CN108950521A (zh) * 2018-06-06 2018-12-07 湖北大学 快速光催化杀菌的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法
CN109706450A (zh) * 2019-01-21 2019-05-03 西安交通大学 一种钛基表面纳米分级结构智能化抑菌生物涂层的制备方法
CN110115777A (zh) * 2019-05-29 2019-08-13 扬州大学 具备良好生物相容性和抑菌功能涂层的钛合金材料的制备方法
CN110393821A (zh) * 2019-08-01 2019-11-01 西北有色金属研究院 多孔氧化锌和氧化钽涂层共修饰的人工植入体及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107899076A (zh) * 2012-03-30 2018-04-13 登士伯Ih有限公司 具有包含抗微生物的金属的表面的医疗装置
CN104835648A (zh) * 2015-04-08 2015-08-12 苏州大学 氧化铋纳米颗粒/二氧化钛纳米管阵列的制备方法
CN108950521A (zh) * 2018-06-06 2018-12-07 湖北大学 快速光催化杀菌的红磷-氧化锌异质结薄膜的制备方法
CN109706450A (zh) * 2019-01-21 2019-05-03 西安交通大学 一种钛基表面纳米分级结构智能化抑菌生物涂层的制备方法
CN110115777A (zh) * 2019-05-29 2019-08-13 扬州大学 具备良好生物相容性和抑菌功能涂层的钛合金材料的制备方法
CN110393821A (zh) * 2019-08-01 2019-11-01 西北有色金属研究院 多孔氧化锌和氧化钽涂层共修饰的人工植入体及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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贾璐等: "光催化纳米二氧化钛材料的抗菌机制及其影响因素光催化纳米二氧化钛材料的抗菌机制及其影响因素", 《口腔医学》 *

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