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摘 要

CoCr合金是一种以钴和铬为主要成分制成的合金，目前该合金主要用于医疗工具、口腔修复材料、人工关节等医学领域。但是随着CoCr合金板材在口腔等部位的使用，在其表面会不断沉淀致病菌种，随着时间的增加，这些致病菌会导致软组织炎症等疾病。因此，CoCr合金表面抗菌涂层的研究对于完善CoCr合金板材具有关键性的作用，优良抗菌涂层的使用能够实现CoCr合金板材的更好、更广泛的应用。本课题主要通过制备并比较不同的抗菌涂层对钴铬合金的抗菌效果，寻找优良的抗菌材料，以优化钴铬合金板材。本文简要描述了钴铬合金在医学植入领域的应用，概括介绍了抗菌剂的分类及其抗菌机理，详细介绍了抗菌涂层制备所需要的原料及其制备过程，并对各抗菌涂层的表征结果进行了综合分析。

关键词：抗菌剂；纳米银；TiO₂溶胶；光催化；聚多巴胺

Abstract

CoCr alloy is an alloy made mainly of cobalt and chromium. It is currently used in medical fields such as medical tools, dental prosthetics and artificial joints. However, with the use of CoCr alloy sheets in the oral cavity and the like, pathogenic bacteria are continuously precipitated on the surface thereof, and as time increases, these pathogenic bacteria cause diseases such as soft tissue inflammation. Therefore, the research on antibacterial coating on CoCr alloy surface plays a key role in perfecting CoCr alloy sheet. The use of excellent antibacterial coating can achieve better and wider application of CoCr alloy sheet. This topic mainly through the preparation of different antibacterial coatings, and compare the antibacterial effect of different antibacterial coatings on cobalt-chromium alloys, looking for excellent antibacterial materials to optimize cobalt-chromium alloy sheets. This paper briefly describes the application of cobalt-chromium alloy in the field of medical implants, and introduces the classification and antibacterial mechanism of antibacterial agents. The raw materials and preparation process of antibacterial coating preparation were introduced in detail, and the characterization results of each antibacterial coating were comprehensively analyzed.

Key words: Antibacterial agent; Nano silver; titanium dioxide sol; Photocatalysis; Polydopamine

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2抗菌剂的概念及其分类 1

1.2.1天然抗菌剂 1

1.2.2有机抗菌剂 2

1.2.3无机抗菌剂 2

1.3载银无机抗菌剂 2

1.4 TiO2光催化抗菌剂 3

1.5载银二氧化钛抗菌剂 3

1.6聚多巴胺 3

1.7小结 4

第二章 抗菌涂层的制备 5

2.1实验试剂与仪器 5

2.2实验方案与步骤 5

2.2.1合金材料的准备 6

2.2.2 溶胶的制备 6

2.3涂层的制备 7

第三章 表征检测结果及分析 10

3.1扫描电子显微镜表征检测 10

3.1.1 SEM分析 10

3.1.2 EDX分析 13

第四章 总结与展望 15

致谢 16

参考文献 17

第一章 绪论

1.1引言

CoCr合金是一种以钴和铬为主要的成分制成的合金。它的抗腐蚀性能和机械性能都比其他合金或不锈钢优良。根据CoCr合金的成分不同，一般可分为软质合金、中硬质合金及硬质合金三种。其中软质的CoCr合金适用制作各种固定修复体；中硬质的CoCr合金适用于制作卡环、基托及牙合增高的牙合垫等；硬质者的CoCr合金适用于可摘局部义齿大支架的整体铸造，也可用于种植材料。

随着生物医学应用的发现，CoCr合金开始受到更多关注。在20世纪，该合金首次应用于医疗工具制造，从1929年开始，已被用作口腔修复材料，并于1960年首次实现CoCr假体心脏瓣膜的人体植入。经过30多年的发展，这种材质的瓣膜具有更高的耐磨性。最近，由于优异的耐受性，生物相容性，高熔点和高温下令人难以置信的强度，CoCr合金多用于制造包括臀部和膝盖等处的人工关节，以及牙科局部桥梁工作等。

钴铬合金因其优良的性能和相对便宜的价格，在口腔修复领域广泛应用。钴铬合金板材对变形链球菌和大肠杆菌都具有良好的抗菌活性。但是随着钴铬合金所制支架的在口腔中的使用，会有越来越多的致病菌在此沉淀，随着时间的增加，会产生软组织炎症等疾病。所以，抗菌材料的研究对于完善CoCr合金板材具有关键性的作用，良好的抗菌材料能够实现CoCr合金板材的更广泛、更好的应用。

本课题利用不同的抗菌剂在钴铬合金片上制备不同的抗菌涂层，进而完善钴铬合金的抗菌性能。主要利用银离子抗菌剂和TiO₂光催化抗菌剂以及载银TiO₂抗菌剂来制备抗菌涂层，并加入聚多巴胺，使其在钴铬合金表面形成一种致密的连续膜，对钴铬合金进行功能性修饰，提高涂层的抗菌效果。

1.2抗菌剂的概念及其分类

自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料^[1]，一般称抗菌材料。它所具有的杀灭或抑制微生物的功能，称为抗菌性能^[2]。但就目前来说，抗菌材料更多的是指通过添加一定量的抗菌剂，使材料在使用过程中可以抑制对人体或环境有害的微生物的滋生和繁殖^[3]。即“抗菌”指的是在一定时间内抑制包括细菌、病毒、真菌、立克次体等多种微生物的滋生和繁殖的广义上的概念。狭义方面来说，抗菌材料仅指能够抑制或杀死细菌的材料，但这种材料不能保证能够抑制其他微生物。

抗菌剂是指在一定的时间段内，能够抑制细菌、真菌等微生物的滋生和繁殖，并使其浓度低于国家规定水平的化学物质^[4]。抗菌剂可以添加到材料当中，赋予材料抗菌性能。根据原料不同，可以将抗菌剂分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂这三大类^[5]。

1.2.1天然抗菌剂

天然抗菌剂是指来源于自然界，可由人们提取、纯化获得的抗菌剂，是人们最早利用的抗菌剂^[6]。天然抗菌剂又可以根据来源的不同，分为动物类天然抗菌剂，植物类天然抗菌剂和微生物类抗菌剂^[7]。

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