羟基磷灰石晶须的抗菌改性及机理研究

In present the studying of antibacterial properties limits to a single material,of which the results are almost in the initial stage.The previous study demonstrated that the property of nano zinc oxide(ZnO) which was prepared via sol-gel was better than commodity of nano ZnO and hydroxyapatite whisker(HAPw).The research of microstructured ceramic whisker shows that it is a kind of excellent mechanical performance reinforced materials,which has important significance of study in dental materials and orthopaedic materials.However,it is an important and difficult points about fusing and mechanism of antibacterial ZnO-HAPw.We plan to investigate technological parameters of nano ZnO prepared by sol-gel,how does the HAPw surface activity vary,and mechanism nano ZnO which directionally attaches to the whiskers surface.In addition,also theoptimum conditions are discuss when nano ZnO fuses on HAPw surface,and several kinds of morphology of nano ZnO-HAPw which have antibacterial properties.Certainly,we will discuss the growth mechanism of the different morphologies of nano ZnO-HAPw.At last ,its biological safety performance will be evaluated so as to lay the foundation for the study of new antibacterial biomaterials。

人工骨修复材料的抗菌改性是目前研究的方向。课题组采用溶胶-凝胶法制备的纳米氧化锌（ZnO)，其抗菌性能优于商品纳米ZnO；而微米级羟基磷灰石晶须（HAPw）是一种力学性能优异的新型骨修复材料，关于纳米ZnO熔附于HAPw的机理及抗菌性研究国内外未见报道。为此，本课题组拟通过研究溶胶-凝胶法制备纳米ZnO的相关工艺；研究溶胶-凝胶法反应过程中HAPw表面活性的变化、纳米ZnO粒子定向附着于晶须表面的机制；研究纳米ZnO与HAPw熔附的最佳条件，最终制备出几种具有不同形貌的抗菌复合材料；研究不同形貌ZnO-HAPw的生长机理；研究ZnO-HAPw复合材料的抗菌机理，并对其生物安全性能进行评价，为新型抗菌生物材料的研究应用奠定基础。

摘要：人工骨修复材料的抗菌改性是目前研究的方向和热点。因外伤、肿瘤、牙周病及长期缺牙等原因造成的颌面部骨缺损，严重影响患者的外形、功能和生活质量，需要通过植骨术来修复重建骨缺损，然而继发感染常导致植骨术失败。因此，如何彻底控制细菌感染，并促进骨质生长愈合是目前亟待解决的问题。本课题研究制备纳米氧化锌（nZnO)和nZnO-羟基磷灰石晶须（HAPw）的工艺过程，比如时间、温度、pH、质量比等；探讨nZnO和nZnO- HAPw对口腔常见致病菌的抗菌性能及抗菌机理，包括无光和有光条件下，细菌黏附情况及胞膜完整性；研究nZnO- HAPw复合材料体外降解过程，如1w、2w、3w、4w、6w、8w、12w等降解程度；探讨nZnO- HAPw复合材料在动物体内的成骨效果和抗感染能力，如骨小染、血管形成、炎症细胞浸润等；采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱分析（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）、激光共聚焦显微镜（CSLM）、分光光度计和HE染色等表征手段。本研究以nZnO- HAPw复合材料为切入点，建立体内外模型，从成骨及抗菌角度更加全面指导人工骨替代材料的优化设计。