PDF《纳米 TiO2-xNx 薄膜的制备及抗菌性能分析》

南方医科大学学报 (J South Med Univ) 2012;

32(7) 纳米TiO2-xNx薄膜的制备及抗菌性能分析 李娜1 , 曹宝成1,

2 , 王育华2 , 刘斌2 兰州大学1 口腔医学院,

2 物理科学与技术学院, 甘肃 兰州

730000 收稿日期: 2012-03-14 基金项目: 国家杰出青年基金 (

50925206 ) ;

甘肃省国际科技合作基金 ( 090WCGA903);

教育部春晖计划 ( Z2008-1-62007 ) ;

中央高校基本科研 业务费专项资金 ( lzujbky-2010-83) Supported by National Foundation for Outstanding Young Scientists (50925206).

作者简介: 李娜, 在读硕士研究生, E-mail: [email protected] 通讯作者: 曹宝成, 副教授, E-mail: [email protected] 口腔就诊患者中需要义齿修复和正畸矫治的患者 占很大比例.由于口腔修复体和固定矫治器在口腔内 停留时间长, 口腔卫生不易清洁, 口腔菌群发生变化, 条 件致病菌滋生, 常导致白色念珠菌性口炎、 龈炎、 龋病等 口腔疾病的发生[

1 ] .TiO2作为一种光催化抗菌剂, 具有 良好的耐生理腐蚀性、 自清洁性和抗菌效果以及生物安 全性, 从而得到广泛关注.TiO2的抗菌性来自于其光催 化活性, 在一定波长紫外光照射下, TiO2的价带电子受 光激发跃迁到导带形成载流子 ( e- -h+ ) , 在电场作用下, 载流子由催化剂的体相向表面扩散, 扩散到表面的光生 电子可以被TiO2表面的吸附氧所俘获, 生成具有一定氧 化能力的超氧负离子 ( O2 - ) , 可以直接氧化表面的有机 物, 也可以把吸附水氧化为羟基自由基 (-OH ) , 然后通 过羟基自由基再去氧化水中的有机污染物.通过这种 不停地氧化还原作用, TiO2光催化技术可以使绝大多数 有机物氧化降解, 直至为无机小分子CO2和H2O[

2 ] .微 生物是由有机复合物构成的, 因此可应用TiO2光催化作 用杀灭 [

3 ] .Shah等[4]对表面进行了TiO2修饰的口腔用金 属托槽的抗菌性能进行了研究, 表明其在紫外光照条件 下对嗜酸乳酸杆菌具有抗菌作用.但是, TiO2吸收波段 局限于波长小于387 nm的紫外光区, 只能利用在太阳 光中占4%的紫外光, 而通过掺杂改性可以使其扩展到 可见光区.研究发现氮掺杂是目前最为理想的方法 [

5 ] . 2001年Asahi [

6 ] 报道掺氮TiO2在不降低紫外光催化活性 的基础上具有优异的可见光活性.本实验在医用不锈 钢表面制备了一种掺氮纳米TiO2薄膜材料, 这种纳米材 料可以在医用高分子材料 (如齿科金属器械、 金属修复 体和托槽) 表面进行涂层改性, 通过掺氮纳米TiO2的可 见光催化杀菌作用来达到自清洁和杀菌的效果, 为减少 口腔细菌感染提供新思路. Preparation and antibacterial properties of nano-TiO2-xNx film LI Na1 , CAO Baocheng1,2 , WANG Yuhua2 , LIU Bin2

1 College of Stomatology,

2 School of Physical Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China 摘要: 目的 利用TiO2的抗菌特性, 开发一种能够应用于口腔的无机抗菌材料. 方法 采用射频磁控溅射法在医用不锈钢表面 制备TiO2-xNx薄膜, 用XRD、 SEM、 EDS等测试手段表征薄膜的结构、 形貌、 组成, 并通过覆膜法利用口腔常见致病菌考察TiO2-xNx 薄膜的抗菌性能. 结果 纳米TiO2-xNx抗菌薄膜为锐钛矿相结构, 氮元素质量比为0.13%, 表面结构均匀致密, 对变形链球菌、 粘 性放线菌及白色念珠菌的抗菌率分别为97.79%、 49.42%和96.84%.结论 纳米TiO2-xNx抗菌薄膜对口腔常见致病菌具有较强的 抗菌效果, 可作为一种新型抗菌剂应用于口腔临床. 关键词: 纳米掺氮二氧化钛;