摘要：聚丙烯酸甲酯(PMMA)树脂材料具有成本低、容易加工和生物相容性好等特点，因而广泛运用于牙科医学上。义齿基托是人工义齿的重要组成部分，主要由PMMA树脂制成。探讨表明，佩戴义齿会转变口腔内的微生态平衡，一些微生物，例如白色念珠菌和变形链球菌，会粘附在树脂材料表面并大量增殖，导致义齿性口炎和继发龋等口腔疾病。传统的义齿清洁策略有着着抗菌时间短、操作繁琐、容易破坏义齿表面形貌等缺点，不能完全满足临床上的运用。由此赋予基托树脂抗菌性成为口腔医学的重要探讨课题。众所周知，银具有很高的抗菌活性和广谱的抗菌性，由此被广泛运用在各种抗菌材料中。与传统的有机物抗菌剂相比，载银无机抗菌剂具有更高的安全性、持久性和耐热性。介孔二氧化硅材料由于其良好的生物相容性，形貌多样性以及易修饰性，在作为银载体方面具有很大的运用潜力。通常情况下，载银抗菌剂被直接掺杂到树脂材料中，但是只有靠近树脂表面的抗菌剂才能起到抗菌作用，而树脂内部的抗菌剂完全起不到抗菌作用，造成了一定的浪费，而且过多的抗菌剂还可能影响树脂的机械性能。由此，利用含银的抗菌涂层是一个更经济有效的办法。本论文的主旨是设计和制备可运用于义齿基托表面的抗菌涂层。我们在载银抗菌剂的制备和杂化涂层的设计上进行了一些有作用的探讨。我们制备了几种不同的载银介孔二氧化硅微球作为抗菌剂，分别掺杂到我们设计的一种有机无机杂化涂料中，制备成了抗菌涂层。在本论文第一章，我们简要介绍了义齿基托及其利用中的不足，简单回顾了一下抗菌剂和抗菌涂层的进展情况，简单的介绍了介孔材料及其在载银方面的运用，并提出了本论文的设计思想及主要内容。在本论文第二章，我们设计合成了一种由聚合物涂料和杂化硅溶胶混合制成的杂化涂料。聚合物涂料由丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸甲酯(MMA)三种单体共聚而成；杂化硅溶胶由缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH560)和正硅酸乙酯(TEOS)共水解缩合制得。聚合物作为有机组分可以为提升涂层与基底的附着力，硅溶胶作为无机组分可以高涂层的硬度。同时聚合物链和硅溶胶网络上都含有环氧基团，利用环氧基团的交联反应，形成有机无机互穿网络结构，可以进一步提升涂层的硬度。我们制备了一系列具有不同有机无机组分质量比值的杂化涂层，并表征了涂层的刮伤硬度、附着力和抗破裂性等性能。我们发现，当增加硅溶胶中TEOS的利用量以及增加杂化涂层中的硅溶胶含量时，涂层的硬度有所上升，但相应的附着力和抗破裂性有所下降。综合考虑，我们选择了KH560/TEOS摩尔比为2/5，有机无机组分质量比为9/1的杂化涂层。该涂层的硬度达到了4H，附着力和抗破裂性等级最高。同时，为了提升树脂材料的固位力，我们还尝试对涂层表面进行亲水化处理。利用六亚二异氰酸酯与羟基的反应，在涂层表面接枝了不同分子量的PEG。通过红外光谱和接触角测试，证明我们成功在涂层表面接枝了PEG分子。PEG接枝前涂层亲水角为64°，PEG-1000和PEG-2000接枝后的涂层的亲水角分别为46°和35°。在本论文的第三章，我们先制备了具有介孔结构的纯二氧化硅微球，并探讨了硅源加入方式、催化剂种类、催化剂用量以及水醇质量比等因素对微球粒径和形貌的影响。我们发现采取分批加入硅源和采取氨水做催化剂，有助于避开微球的团聚；增大催化剂的用量和降低水醇比能够使微球粒径变大，但是容易导致团聚发生。最终我们制备了粒径为400nm、分散性好的介孔二氧化硅微球，然后将氯化银负载到微球上，并将载银微球作为抗菌剂添加到有机无机杂化涂层中，制备了抗菌涂层。结果表明制得的无机涂层具有良好的抗菌性，当抗菌剂在涂层中固含量达到2%时，涂层抑菌率达到了99%以上。同时抗菌涂层的硬度达到4H，附着力等级在测试中达到最高等级。在本论文的第四章，我们制备了氨基、巯基和磺酸基修饰的介孔二氧化硅微球作为银的载体，探讨了有机基团种类以及基团负载量对微球结构以及载银量的影响。巯基修饰的介孔微球具有更规则的孔道结构和更高的载银量，但是银离子的释放率较低。磺酸根修饰的介孔微球具有较高的载银量，同时也具备很高的银离子释放率。通过测试针对白色念珠菌的最小杀菌浓度，将具有最高的杀菌活性的载银硅球作为抗菌剂以不同的浓度掺杂到第二章制备的杂化涂层中。由此制备的抗菌涂层具有很高的抗菌活性、较高的硬度、良好的附着力。当抗菌剂在涂层中固含量达到2%时，抑菌率达到100%，涂层硬度为4H，附着力在测试中为最高等级。在本论文的第五章，我们采取具有空心介孔结构的硅铝氧化物微球作为氯化银的载体。空心微球上的载银量达到29.7wt%。我们将氯化银负载的空心球以不同的浓度掺杂到杂化涂层中，得到的涂层具有良好的抗菌效果，当载银空心球在涂层中固含量达到2%时，抑菌率达到100%。同时涂层还具有最高级别的附着力和较高的硬度4H。综上，我们制备的杂化抗菌涂层具有较高的抗菌活性、较高的硬度，对PMMA基底具有良好的附着力，由此在义齿基托上具有很大的运用潜力。关键词：义齿基托论文杂化涂料论文抗菌涂层论文介孔材料论文氯化银论文
中文摘要4-7
Abstract7-15
第一章 绪论15-49
1.1 义齿基托介绍15-16
1.2 义齿基托利用中的不足16-17
1.3 抑制和清除义齿菌斑的策略17-19
1.4 抗菌剂的种类及抗菌材料的运用19-29
1.4.1 有机物抗菌剂19-21
1.4.2 无机物抗菌剂21-27
1.4.3 抗菌材料的运用介绍27-29
1.5 运用在树脂表面的抗菌涂层29-34
1.5.1 利用抗菌涂层的优势29-30
1.5.2 抗菌涂层的制备介绍30-34
1.6 介孔材料在抗菌剂载体中的运用34-46
1.6.1 功能化修饰的介孔材料35-40
1.6.2 空心结构的介孔材料40-44
1.6.3 载银介孔材料的抗菌运用实例44-46
1.7 本论文的探讨思路和主要内容46-49
第二章 有机无机杂化涂层的制备及亲水性改性49-65
引言49-50
2.1 有机无机杂化涂层的制备50-59
2.1.1 实验部分50-55
2.1.1.1 药品与仪器50-51
2.1.1.2 实验历程51-55
2.1.2 结果与讨论55-59
2.1.2.1 有机杂化硅溶胶的红外表征55-56
2.1.2.2 有机无机杂化涂层的红外表征56-57
2.1.2.3 有机无机杂化涂层的机械性能表征57-59
2.2 有机无机杂化涂层的亲水性改性59-64
2.2.1 实验部分61
2.2.1.1 药品与仪器61
2.2.1.2 实验历程61
2.2.2 结果与讨论61-64
2.3 本章小结64-65
第三章 氯化银负载的纯介孔二氧化硅微球及其掺杂的抗菌涂层的制备与表征65-87
引言65
3.1 纯介孔二氧化硅微球的制备65-76
3.1.1 实验部分66-67
3.1.1.1 药品与仪器66
3.1.1.2 实验历程66-67
3.1.2 结果与讨论67-76
3.1.2.1 TEOS 加入方式对微球形貌的影响67-68
3.1.2.2 催化剂种类对微球形貌的影响68-70
3.1.2.3 不同催化剂的量对于微球形貌的影响70-72
3.1.2.4 水醇质量比对产物形貌的影响72-73
3.1.2.5 介孔二氧化硅微球的结构表征73-76
3.2 氯化银负载的介孔二氧化硅微球的制备及表征76-83
3.2.1 实验部分76-79
3.2.1.1 药品与仪器76
3.2.1.2 实验历程76-79
3.2.2 结果与讨论79-83
3.2.2.1 不同实验条件对微球中银含量的影响79-80
3.2.2.2 氯化银负载二氧化硅微球的表征80-82
3.2.2.3 氯化银负载的介孔微球的抗菌性能表征82-83
3.3 有机无机杂化抗菌涂层的制备83-86
3.3.1 实验部分83-85
3.3.1.1 药品与仪器83
3.3.1.2 实验历程83-85
3.3.2 结果与讨论85-86
3.4 本章小结86-87
第四章 氯化银负载的功能化修饰的介孔二氧化硅微球及其掺杂的抗菌涂层的制备与表征87-105
引言87
4.1 实验部分87-90
4.1.1 药品及仪器87-88
4.1.2 实验历程88-90
4.1.2.1 氨基和巯基修饰的介孔二氧化硅微球的制备88-89
4.1.2.2 磺酸基修饰的介孔二氧化硅微球的制备89
4.1.2.3 氯化银负载的修饰后的介孔二氧化硅微球89-90
4.1.2.4 氯化银负载介孔二氧化硅微球的抗菌性能90
4.1.2.5 有机无机杂化抗菌涂层的制备90
4.1.2.6 有机无机杂化涂层的抗菌性能测试90
4.2 结果与讨论90-104
4.2.1 氨基和巯基修饰的介孔微球的表征90-95
4.2.2 氯化银负载的介孔微球的表征95-100
4.2.3 氯化银负载后的介孔微球的抗菌性能100-101
4.2.4 载银微球掺杂的有机无机杂化抗菌涂层的性质101-102
4.2.5 磺酸基与巯基修饰介孔二氧化硅微球的比较102-104
4.3 本章小结104-105
第五章 氯化银负载的空心介孔微球及其掺杂的抗菌涂层的制备与表征105-116
引言105-106
5.1. 实验部分106-108
5.1.1 药品与仪器106
5.1.2 实验历程106-108
5.2 结果与讨论108-115
5.2.1 空心介孔微球的表征108-110
5.2.2 氯化银负载的空心介孔微球的表征110-113
5.2.3 载银空心微球掺杂的杂化抗菌涂层的性质表征113-115
5.3 本章小结115-116
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