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碳基人工心脏瓣膜的表面改性研究

作　者: 才学敏
导　师: 赵杰
学　校: 天津师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 热解碳银离子注入抗菌机理类金刚石薄膜血液相容性
分类号: R318.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文对热解碳人工心脏瓣膜进行了两方面研究,一方面,选用银离子注入的方法对人工心脏瓣膜进行表面改性,研究了它的抗菌性。银离子注入能量为70 keV,剂量为5×10¹⁴ ion/cm²、1×10¹⁶ ion/cm²、5×10¹⁷ ion/cm²。研究选用革兰氏阴性菌-大肠杆菌,采用平板菌落计数法对注银热解碳样品直接接触和间接接触的抗菌效果进行对比。研究结果表明:注银热解碳直接接触的抗菌率和其滤液的抗菌率均随注银剂量的增大而增大;对注银剂量相同的热解碳,直接接触的抗菌效果比其滤液的抗菌效果好。说明注银热解碳的抗菌作用是溶出的银离子和未溶出的材料表面络合状银离子的共同抗菌结果,且以银离子溶出杀菌为主;当注银剂量达到一定程度,如样品A3(注入剂量5×10¹⁷ion/cm²),两者的抗菌作用相同,均为100%。通过紫外光谱法探究银离子和细菌染色体DNA的相互作用机制,发现:银离子和DNA之间存在静电作用、碱基作用,从而破坏DNA分子天然构象,起到抗菌作用。另一方面,本研究尝试用磁过滤阴极弧沉积技术对热解碳进行表面改性,在热解碳表面形成类金刚石薄膜,从而改善其力学性质和生物相容性。利用拉曼光谱、原子力显微镜、纳米压痕仪对薄膜的结构特征和力学性能进行了研究;用溶血及血小板粘附实验评价了表面改性层DLC的血液相容性。结果表明:薄膜为典型的类金刚石（DLC）薄膜,成膜表面均匀性良好,硬度高,使经表面改性后的热解碳不但具有很好的力学性能,还保持了跟基底热解碳相接近的血液相容性。以上两方面研究结果为以后进一步提高人工心脏瓣膜性质提供了实验依据,为临床应用提供了有用的数据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
图表题录  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-17
  1.1 生物医学材料的重要性及其分类  9-12
  1.2 人工心脏瓣膜  12-15
    1.2.1 研究人工心脏瓣膜的重要性  12-13
    1.2.2 人工心脏瓣膜的分类及其特点  13
    1.2.3 国内外研究人工机械瓣的动态  13-15
  1.3 本研究的内容及意义  15-17
第二章注银热解碳抗菌性及其机理  17-38
  2.1 注银热解碳抗菌性的研究结果  17-22
  2.2 注银热解碳抗菌机理  22-30
    2.2.1 注银热解碳样品的制备  22-26
    2.2.2 注银热解碳的抗菌机理实验设计  26-30
  2.3 银离子的抗菌机理——在DNA层次上的研究  30-35
    2.3.1 实验样品的制备  31-32
    2.3.2 紫外光谱实验  32-35
  2.4 关于银离子抗菌机理的综合讨论  35-38
    2.4.1 目前有关银的抗菌机理的报导  35-36
    2.4.2 本研究关于银离子抗菌机理的特点  36-38
第三章热解碳镀类金刚石薄膜的结构、力学性能和血液相容性  38-55
  3.1 DLC薄膜的制备  38-40
  3.2 DLC薄膜的结构特征分析  40-44
    3.2.1 拉曼光谱分析DLC薄膜  40-42
    3.2.2 原子力显微AFM分析DLC薄膜  42-44
  3.3 DLC薄膜的力学性能—纳米硬度及弹性模量分析  44-47
  3.4 DLC薄膜的血液相容性分析  47-55
    3.4.1 溶血试验  47-51
    3.4.2 血小板勃附实验  51-55
第四章全文总结  55-57
参考文献  57-62
硕士在读期间发表的论文  62-63
硕士在读期间参加的会议及项目  63-64
致谢  64-65

碳基人工心脏瓣膜的表面改性研究

内容摘要

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