PDF《纳米 TiO2-xNx 薄膜的制备及抗菌性能分析》

1 cm*1 cm ) , 并用盖玻片覆盖使菌液均匀分布无 气泡, 在可见光照射

37、

28 ℃下有氧培养6 h.然后用

5 ml PBS将试件上的细菌在漩涡振荡仪上振荡5 min, 洗脱.取10 μl移入固体培养基, 摇匀后倒入平皿, 在

37、

28 ℃下有氧培养15 h后计数.抗菌性能利用存活 菌落形成单位计数 ( CFU ) 描述, 每个菌种做5个平行 组, 抗菌率按以下公式计算: 抗菌率 ( %) =空白组-阳性 组/空白组CFU*100%.

2 结果 2.1 薄膜的表征 从图1可以看到, 样品TiO2-xNx薄膜结晶度好, 为锐 钛矿型结构, 在2θ=25.080°和2θ=37.820°处有明显衍射 峰, 对应着锐钛矿型的(101)和(004 ) 面, 并表现出择优 取向.根据Scherrer公式: d = 0.89λ/β cos θ (

1 ) 其中X射线的波长λ是0.15406 nm, β为扣除仪器宽 化后的X衍射的半高宽 (弧度) , θ为X射线衍射峰对应 的衍射角(°), 得到TiO2-xNx薄膜的平均粒径为28 nm, 说明TiO2-xNx薄膜是纳米量级. 从图2可以看出薄膜表面均匀致密, 薄膜基本晶 化, 出现了团聚.同视场条件下的EDS能谱分析结果 显示, 杂峰是由于入射光穿透表面薄膜后不锈钢基片的 化学成分, 经元素分析, 薄膜只有氮元素、 氧元素和钛元 素组成, 其中氮元素质量比为0.13% ( 图3 ) . 2.2 抗菌性能 菌落计数结果显示, TiO2-xNx抗菌薄膜均表现出一 定的抗菌性.对口腔主要致病菌变形链球菌、 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%, 对不同菌种的抗菌性能差异较大 ( 表1 ) .

3 讨论 目前, 有大量学者对口腔医用材料进行添加改性, 基底 TiO2-xNx

20 40

60 2θ/(°) 图1 掺氮TiO2-xNx抗菌薄膜的X射线衍射分析 Fig.1 XRD patterns of nano-TiO2-xNx antibacterial film on stainless steel. Intensity/a.u. ・ ・953 南方医科大学学报 (J South Med Univ) 第32卷 以便在治疗口腔疾患的同时尽量减少口腔细菌的感 染.口腔抗菌剂目前研究最多的是银系无机抗菌粉 剂.Ohashi等[

7 ] 将载银抗菌粉体应用在义齿基托树脂 中, 表明其对变形链球菌和粘性放线菌具有良好抗菌效 果.银系抗菌剂虽能使细胞失去活性, 但细菌杀死后会 释放出致热和有毒的组分如内毒素 [

2 ] .TiO2光催化剂不 仅杀死细菌, 而且能同时分解由细菌释放出的有毒复合 物, 即TiO2光催化剂不仅能消弱细菌的生命力, 且能穿 透细胞膜, 破坏细菌的细胞膜结构, 从而彻底地杀灭细 菌.实验证明TiO2经紫外光照射30 min后, 对大肠杆 菌的抗菌率接近80%, 释放出的内毒素也同时得到有效 降解 [

2 ] . 图2 掺氮TiO2-xNx抗菌薄膜的扫描电镜图像 Fig.2 Scanning electron microscopy of nano-TiO2-xNx film on stainless steel (Original magnification: *50 000).

600 500

400 300

200 100

0 0

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10 Energy/keV Full scale counts:

574 Base Ti N O Ti Ti 图3 掺氮TiO2-xNx抗菌薄膜X射线能谱定量分析 Fig.3 EDS analysis of nano-TiO2-xNx film on stainless steel. Count TiO2抗菌剂的研究集中在粉体, 而粉体分散性差, 添加量很难控制, 其不仅会影响材料的抗菌性而且将直 接影响到复合材料的各种力学性能.佘文B等[

8 ] 研究 发........