Ag-TiO2-PTFE纳米复合涂层的制备及抗菌机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51701131
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    刘晨
  • 依托单位：
    首都医科大学
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The formation of biofouling on the surface of medical implant materials generally causes biomaterial-related infection in clinical practice. Recently many studies had modified the surface of implants for reducing infection, but the coatings presented against bacterial activity impermanently. The researchers found that the incorporation of Ag-TiO2 coating on Ti matrix can improve the coating cohesion and have good biocompatibility. Based on our research, the super hydrophobic PTFE nanoparticles with non-stick property performed well for inhibiting bacterial adhesion instead of killing bacteria and improving bacterial removal. This project is going to prepare the Ag-TiO2-PTFE nano-composited coatings on Ti matrix by electroless plating technique in order to inhibit bacterial adhesion in the long term. The composition, morphology, mechanical properties, anti-bacterial adhesion, cytotoxicity and animal implantation performance of the nano-composited coatings will be investigated. According to extended DLVO theory, the modeling of the total interaction energy between surfaces and bacteria will be investigated and revealed the anti-bacterial adhesion mechanism. Based on modeling results, it will present a new idea and direction for the design of anti-infection implant materials in order to solve the implant infection thoroughly as well as pursue development in medical materials.
生物污染物附着在医用植入材料表面是诱发临床感染的重要原因之一。近年来很多学者对植入体材料进行表面改性研究，但都不能持久抗菌达到长期抗感染效果。研究发现Ag-TiO2修饰Ti基底不仅提高涂层的结合力，还具有较好的生物相容性。我们前期研究表明聚四氟乙烯纳米颗粒(PTFE NPs)由于具有超疏水性可从物理方法直接抑制细菌附着而非杀菌，还可以促进生物污染物从表面移除。据此本研究拟利用化学镀方法将PTFE NPs掺入Ag-TiO2内，制备双纳米颗粒协同修饰Ti的复合涂层，可更加高效持久抑菌从而起到防止植入体感染的作用。通过对涂层的结构表征及机械性能等进行测试，同时评估细菌吸附实验、细胞毒性试验与动物植入实验，验证新型涂层的持久抑菌效果。根据胶体稳定性理论，建立表面和细菌之间的相互作用模型，以揭示涂层抗菌的机理，为植入体材料改性技术提供新的设计思想和理论基础，推动生物医疗材料的发展。

结项摘要

近年来，由于钛植入体在医疗材料中存在严重的感染问题，很多研究试图对钛进行了表面修饰,但是都还不能解决感染问题。研究发现以Ti为基底的Ag-TiO2涂层具有优良的抗菌性可以短期内降低感染率，利用Ag的广谱杀菌能力和TiO2的光催化性能。为了提高长期持续有效的抗菌性能，本项目采用化学镀技术在Ti基底制备出Ag-TiO2-PTFE涂层，结合Ag-TiO2涂层的抗菌性能以及PTFE纳米颗粒的高效抗吸附性达到保持生物材料机械性能的同时从根本上抑制细菌的附着，可更加持久性降低植入体感染的问题。综合运用电子扫描电镜、原子力显微镜等对涂层进行表观形貌分析，粗糙度等到明显降低；利用x射线衍射仪、x射线光电子能谱等表征分析元素成分和含量；采用胶体稳定性理论分析表面和细菌之间的相互作用机理并建立模型，并利用新的涂层进行验证其长期抗菌性能和生物相容性。本研究为进一步改进涂层提供设计理念和方向，为实现长期抗菌及良好生物相容性的植入体材料提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Reduction of bacterial adhesion on Ag-TiO2 coatings
减少 Ag-TiO2 涂层上的细菌粘附
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2018.02.044
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Materials Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Liu Chen;Geng Lei;Yu Yifan;Zhang Yutong;Zhao Buyun;Zhang Shuai;Zhao Qi
  • 通讯作者：
    Zhao Qi
Mechanisms of the enhanced antibacterial effect of Ag-TiO2 coatings
Ag-TiO2涂层增强抗菌作用的机理
  • DOI：
    10.1080/08927014.2017.1423287
  • 发表时间：
    2018-01
  • 期刊：
    Biofouling
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Liu Chen;Geng Lei;Yu YiFan;Zhang Yutong;Zhao Buyun;Zhao Qi
  • 通讯作者：
    Zhao Qi

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

用于超级电容器的煤基活性炭电极材料的研究进展
  • DOI：
    10.14062/j.issn.0454-5648.2019.10.19
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    硅酸盐学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨芳;刘晨;杨绍斌;董伟
  • 通讯作者：
    董伟
压电陶瓷温度效应对燃油喷射特性的影响仿真
  • DOI：
    10.16236/j.cnki.nrjxb.202004043
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    内燃机学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘振明;刘楠;刘景斌;刘晨;周磊
  • 通讯作者：
    周磊
Possible Candidates for Chirality in the Odd-Odd As Isotopes
奇奇同位素中手性的可能候选者
  • DOI：
    10.1088/0256-307x/37/11/112101
  • 发表时间：
    2020-11
  • 期刊：
    Chinese Physics Letters
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    刘晨;王守宇;亓斌;贾慧
  • 通讯作者：
    贾慧
基于BP神经网络的昆明天顶湿延迟模型
  • DOI：
    10.13474/j.cnki.11-2246.2022.0086
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    测绘通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁仁军;王友昆;张君华;刘晨
  • 通讯作者：
    刘晨
基于CCA差异图融合的SAR图像变化检测算法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    火力与指挥控制
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曲长文;李智;周强;刘晨;邓兵
  • 通讯作者：
    邓兵

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码