纳米二氧化钛的细胞毒性及其改性抗菌研究

目前,在我们所接触的环境中,存在着各种各样的细菌,各类抗菌材料成为研究热点。许多致病菌对抗生素产生耐药性之后生存能力变强,环境中的有害细菌数量增加。有些抗菌剂如季铵盐化合物、醇类、酚类等发挥作用快、稳定性较差、有效期短,且长期使用后会影响人体的身体健康。光催化纳米抗菌材料不具备耐药性、安全性好、制备成本低、抗菌范围广,因此得到大量研究。但是纳米粉末在实际应用中较难回收,易造成二次污染。因此,本文在这些问题存在的基础上,使用纳米二氧化钛(TiO_2)粉末制备出抗菌涂层,实现纳米二氧化钛涂层的高效抗菌性能,并对其在生物医学上的应用展开论述。首先通过改良版浸渍法成功制备具有高效光催化抗菌性的纳米TiO_2涂层织物,并对涂层织物进行SEM表征,发现纳米TiO_2可以均匀牢固沉积在selleckchem Staurosporine织物表面。通过流式细胞术检测分析织物上可能脱落的纳米TiO_2颗粒对小鼠成纤维细胞产生的毒性情况。对纳米TiO_2在织物领域应用的安全性进行了定性和定量的评价。结果表明,在1 h内纳米TiO_2涂层织物对大肠杆菌的灭活率达到90%以上。纳米TiO_2颗粒的生物毒性依赖其尺寸大小和浓度高低。细胞凋亡率随着颗粒尺寸的减小和浓度升高而增大。当进入细胞内的颗粒浓度达到100μg/m L时,会影响细胞的正常代谢,导致细胞走向凋亡,并对纳米TiO_2引起细胞产生凋亡的相Enasidenib使用方法关机制进行讨论。随后利用纳米铜(Cu)对现有的纳米TiO_2进行改性,通过液相热喷涂方法制备出TiO_2/Cu复合涂层。通过调整工艺参数,制备的复合涂层中很好的保留了原始纳米TiO_2颗粒的锐钛矿相与金红石相,未发生相的转变,保证了原有的光催化活性。纳米Cu的混入增强了复合涂层在可见光区域的光响应程度,大大增强了光催化活性。铜混合量为2.5%和5%时,大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的灭活率都达到95%以上,接近于100%。同时,对复合涂层的抗菌机制进行探究。纳米Cu的存在增加了活性氧的产生,光催化作用增强。细菌的灭活受增强的光催化作用与铜离子的释放Bone quality and biomechanics作用的双重影响。TiO_2/Cu复合涂层具有一定的体外细胞毒性,当Cu混入量达到2.5%及以上时,涂层产生的毒性不再随着铜含量的增加而增加。本论文成功的在织物上制备出了颗粒依附牢固的、分布均匀的具有高效抗菌性能的纳米TiO_2涂层。随后对纳米TiO_2进行改性,制备出TiO_2/Cu复合涂层,该涂层具有优异的光催化抗菌性能,相比于单一的光催化杀菌或Cu离子杀菌,两者的复合具有相互协同的机制。