陳 晨，于景媛，李 強

(遼寧工業(yè)大學材料科學與工程學院,錦州 121001)

0 引 言

羥基磷灰石(HA)具有較好的生物活性、生物親和性和骨傳導能力，是一種良好的硬組織替代材料，被廣泛應用于臨床醫(yī)學研究中[1]。HA陶瓷可被制成骨形成支架或修復牙齒的人工種植體等醫(yī)用制品[2]。目前，對致密HA材料的研究取得了較大進展。吳金結等[3]在體外建立微振動應力環(huán)境來模擬人體生理環(huán)境并研究了HA陶瓷在此應力環(huán)境下對力學性能、生物活性和骨誘導性能的影響。張永霞等[4]制備了 PPC/HA 復合材料，研究顯示隨著HA含量的增加PPC材料從韌性斷裂變成了脆性斷裂，由疏水材料變?yōu)橛H水材料。Zhou等[5]將使用納米HA制成的SB-1TM人工合成骨用于治療骨組織受傷的兔子，并通過X射線技術來監(jiān)控骨組織修復的過程，證明植入骨能夠與兔子體內(nèi)原有的骨組織進行結合，誘導新骨組織的生長。但是當HA陶瓷作為植入材料植入人體后，新生骨組織不能在植入體內(nèi)部形成，而是僅局限在表面區(qū)域，這對HA與生物骨組織的進一步結合造成很大的困難，所以研究者制備出多孔HA生物陶瓷來解決這一問題[6-7]。多孔HA生物陶瓷具有多孔性質，多孔結構不但增加骨組織的接觸面積而且為骨組織細胞在多孔HA的內(nèi)部生長提供了便利的通道[8-10]。但是多孔HA陶瓷總體強度比較低，因此用作替代材料時僅能應用在強度較低的部位[11]。此外，雖然HA具有良好的生物相容性和可降解性，但是它極易吸附蛋白質、氨基酸和其他有機質，導致了細菌的滋生，增加植入材料的感染性。為了提高多孔HA陶瓷材料的力學性能并降低其感染性，本研究采用水熱法合成載Ag羥基磷灰石粉體(Ag-HA)，以自制的Ag-HA粉體為主要原料，采用添加造孔劑法制備孔隙呈現(xiàn)梯度分布的梯度多孔載Ag羥基磷灰石(Ag-HA)陶瓷。其中Ag+對病毒、真菌和細菌都具有良好的廣譜抗菌能力[12]，因此Ag-HA粉體可提高HA基體的抗菌性能。此外，梯度多孔陶瓷兩端的孔隙度較大，植入人體后有利于骨組織的長入和體液的傳輸，中間的孔隙度較小，有利于承擔更多的載荷，進而提高多孔HA陶瓷的力學性能。本文重點研究燒結溫度、造孔劑含量、載Ag含量對梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度的影響。研究并觀察了燒結產(chǎn)物的物相組成和顯微組織，測量了梯度多孔Ag-HA陶瓷的壓縮性能和抗菌性能。

1 實 驗

實驗采用水熱法制備載銀羥基磷灰石粉體(Ag-HA粉體)，具體工藝條件如下：配置濃度為0.167 mol/L的AgNO3、Ca(NO3)2·4H2O溶液和濃度為0.1 mol/L的(NH4)2HPO4溶液；按照實驗設計量將不同體積的AgNO3溶液加入到Ca(NO3)2溶液中，使得載Ag含量(摩爾分數(shù))分別為0.5%(0.5Ag-HA)、1.0%(1.0Ag-HA)和2.0%Ag(2.0Ag-HA)；然后加入0.1 g十二烷基苯磺酸鈉，磁力攪拌15 min后再滴入0.1 mol/L的(NH4)2HPO4溶液攪拌30 min；攪拌后加入氨水調(diào)節(jié)混合溶液pH=10～11。將混合液裝入反應釜中，放入烘箱內(nèi)180 ℃下保溫6 h，進行水熱反應。待其冷卻至室溫并靜置24 h后將溶液離心，并用乙醇和離子水進行多次洗滌，然后在80 ℃下干燥6 h，制備載Ag含量不同的Ag-HA粉體。Ag-HA粉體的微觀形貌和元素組成如圖1所示。Ag-HA粉體呈現(xiàn)細棒狀，直徑在50～100 nm之間，有較高的長徑比。由EDS分析可知，Ag摻雜進HA粉體。

圖1 不同Ag摻雜的HA粉體的微觀形貌照片和EDS分析Fig.1 Microstructure and EDS analysis of Ag-HA powder with the different silver-loaded contents

以自制的Ag-HA粉體為主要原料，以碳酸氫銨為造孔劑，制備梯度多孔Ag-HA陶瓷。實驗過程如下：取適量自制的Ag-HA粉體，分別向其中加入下同質量的碳酸氫銨作為造孔劑，并混合均勻，將混合粉末依次逐層放入自制的模具中，造孔劑分布(其占各層的質量分數(shù))為20%(下層)-x%(中間層)-20%(上層)，x分別為0%、5%、10%、20%，使用自動壓片機在100 MPa的壓制壓力下將混合粉末壓制成型，壓制好的試樣在空氣中放置24 h，釋放壓制過程中粉末內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應力。將處理好的試樣放入管式爐中，通氬氣作為保護氣氛，以3 ℃/min的升溫速度加熱到200 ℃時保溫2 h，再分別升溫至1 050 ℃、1 100 ℃、1 150 ℃、1 200 ℃燒結2 h，燒結后隨爐冷卻降至室溫取出。將燒結后的試樣打磨拋光，并且對其進行性能檢測。

采用阿基米德排水法測量燒結試樣的孔隙度。采用日本理學公司生產(chǎn)的Rigaku D/Max-2500/PC型X-射線衍射儀測量梯度多孔Ag-HA陶瓷的物相組成。采用日本HITACHI公司生產(chǎn)的型號為S-3000N的掃描電子顯微鏡觀察試樣的微觀形貌。使用電子萬能試驗機對試樣進行壓縮實驗。所測試樣尺寸為10 mm×10 mm×10 mm，加載速率為1 mm/min。

抑菌圈測試如下：將無菌的固體培養(yǎng)基加熱后倒入裝有200 μL的細菌培養(yǎng)皿中，等待培養(yǎng)基凝固。將燒結后的梯度多孔Ag-HA試樣(尺寸為φ15 mm×6 mm)放置在培養(yǎng)基上，放入37 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，用游標卡尺測量牛津杯和圓塊周圍的抑菌圈直徑。

殺菌率測試如下：在5 mL液體培養(yǎng)基中放入105cfu/mL的菌液50 μL，然后放置梯度多孔載Ag-HA陶瓷樣品，并在細菌培養(yǎng)搖床中，37 ℃下分別培養(yǎng)1 h、5 h、9 h、18 h和24 h。培養(yǎng)不同時間后移取菌液進行10倍的稀釋并涂于平板上，將平板倒置培養(yǎng)24 h觀察平板上的細菌數(shù)目得出殺菌率，殺菌率計算公式為：

式中：X為殺菌率;A為對照組細菌數(shù);B為實驗組細菌數(shù)。

2 結果與討論

2.1 梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度分析

2.1.1 造孔劑分布對梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度的影響

表1是不同造孔劑分布的梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的孔隙度(壓制壓力100 MPa，燒結溫度1 150 ℃)。從表1中可以看出，當中間層造孔劑含量由0%增加到20%時，試樣的孔隙度從18.6%增加到31.2%。這是因為本實驗所用的造孔劑為碳酸氫銨，生坯中的造孔劑(NH4HCO3)在燒結過程中以二氧化碳和水蒸氣的形式完全揮發(fā)，不會對之后的高溫燒結造成影響。造孔劑(NH4HCO3)分解后會在原來的位置留下孔洞。當生坯中造孔劑含量較低時，造孔劑揮發(fā)后留下的孔洞較少，燒結試樣的孔隙度較小。隨著造孔劑含量越來越高，造孔劑分解后留下的孔洞也就增多，因此燒結后試樣的孔隙度進一步增大。但是造孔劑含量過高會影響Ag-HA顆粒之間的擴散燒結，導致燒結后梯度多孔Ag-HA力學性能下降。

表1 不同造孔劑分布下梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的孔隙度Table 1 Porosity of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic with different pore-forming agent distribution

續(xù)表

2.1.2 燒結溫度對梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度的影響

圖2 燒結溫度對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷孔隙度的影響Fig.2 Effect of sintering temperature on porosity of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic

圖2為燒結溫度對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷孔隙度影響的曲線(壓制壓力100 MPa，造孔劑分布為20%-10%-20%)。由圖2可知，當燒結溫度從1 050 ℃升高到1 200 ℃時，孔隙度從30.4%減小到23.7%，孔隙度隨燒結溫度的升高而減小。出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷樣品在進行燒結時，隨著燒結溫度的升高，顆粒的活性增強，其擴散速度加快，擴散程度更加充分，顆粒間的連接面積更大。此外隨著燒結溫度提高，燒結驅動力促使晶粒之間吞并長大，最終導致了燒結產(chǎn)物的孔隙度減小。Ag-HA粉體的燒結性能要優(yōu)于純HA粉體，其原因如下：在前期Ag-HA粉體制備研究中發(fā)現(xiàn)隨著載Ag含量的增加，0.5Ag-HA、1.0Ag-HA、2.0Ag-HA粉體的(002)晶面間距從0.343 02 nm增加到0.343 26 nm和0.344 29 nm，這說明Ag+摻雜后會引起HA晶格畸變，而Ag-HA粉體中較多的晶格畸變有利于提高粉末的活性，進而增強原子擴散能力，使Ag-HA粉體更易于被燒結致密。在1 150 ℃燒結2 h后，多孔陶瓷孔壁燒結相對致密。此時，進一步提高燒結溫度，對試樣燒結致密度的影響不大。考慮到HA材料隨著溫度升高容易分解，為了盡可能減少HA分解，本實驗選擇燒結溫度為1 150 ℃。

2.1.3 載Ag含量對梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度的影響

不同載Ag含量的梯度多孔Ag-HA陶瓷的孔隙度如表2所示(壓制壓力100 MPa，燒結溫度1 150 ℃，造孔劑分布為20%-10%-20%)。由表2可知，隨著載Ag含量的增加，梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度略有減小。梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的孔隙度為24.7%。這是因為Ag摻雜到HA中時，Ag+沿c軸進入晶胞取代Ca2+，由于Ag+(0.115 nm)半徑比Ca2+(0.106 nm)半徑大，因此HA晶格發(fā)生畸變，隨著含Ag量增加，晶格畸變加大。這種晶格畸變將導致粉末活性增加，粉末活性越大，燒結過程中顆粒之間的擴散能力越強。在相同溫度燒結時，顆粒之間形成的燒結頸越大，試樣中孔隙減少，試樣被燒結致密。但是載Ag含量對燒結后梯度多孔Ag-HA孔隙度的影響比造孔劑和燒結溫度的影響小。

表2 不同Ag含量的梯度多孔Ag-HA陶瓷的孔隙度

2.2 梯度多孔Ag-HA陶瓷物相組成分析

圖3為梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷與多孔純HA陶瓷XRD譜。在圖3(b)中，梯度多孔2.0Ag-HA的峰略有左移。以(002)晶面為例，純HA衍射峰為25.698°，多孔2.0Ag-HA的晶面衍射峰為25.640°，向小角度方向偏移。其原因可能是由于Ag+半徑大于Ca2+半徑，Ag+摻雜后引起HA晶格畸變，從而使面間距增大，由布拉格方程λ=2dsinθ(λ為入射X射線波長；d為晶面間距；θ為入射角)可知，若X射線的波長不變，當d增加時，θ便會隨之減小，所以衍射角會向小角度發(fā)生偏移。Ag摻雜HA粉體后，Ag+將HA晶體中Ca2+的位置替代生成了Ca10-xAgx(PO4)6(OH)2(0.5≤x≤2.0)離子固溶體。圖譜中未發(fā)現(xiàn)造孔劑(NH4HCO3)以及反應產(chǎn)物的衍射峰，說明在高溫燒結的過程中造孔劑已完全分解揮發(fā)。

圖3 多孔HA陶瓷XRD譜Fig.3 XRD patterns of porous HA matrix ceramics

2.3 梯度多孔Ag-HA陶瓷顯微組織分析

圖4為梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷不同部位的微觀形貌照片。其中圖4(a)和圖4(c)分別是試樣上下外表面(造孔劑含量為20%部分)，圖4(b)為試樣中部(造孔劑含量為10%部分)。

圖4 造孔劑含量20%-10%-20%的梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷顯微組織形貌照片F(xiàn)ig.4 Microstructure of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic with 20%-10%-20% pore-making agent

在圖4中明顯可以看到，試樣外表面的孔隙比內(nèi)部多。外表面高孔隙結構可以確保Ag-HA基體植入人體后，生物體內(nèi)的細胞、纖維組織和骨組織的長入，增大生物組織與植入材料的接觸面積，而且也能夠使生物組織和植入材料之間有更好的結合強度。除此之外，互相連通的孔結構便于營養(yǎng)的運輸，可以加快骨修復過程，增強骨缺損修復的能力，有利于骨組織的長入，進而提高界面結合強度。而心部屬于低孔隙度區(qū)域，對提高多孔Ag-HA的力學性能是十分有利的。圖4(d)為孔壁的顯微組織照片，在孔壁上存在少量的微孔。這種孔和圖4(a)、(b)、(c)中的大孔來源不同，大孔主要來源于造孔劑碳酸氫銨的分解。而孔壁上的微孔，主要來源于初始生坯中的孔隙，也就是Ag-HA顆粒在堆積時存在的微小孔隙。這種孔隙在燒結過程中，隨著燒結致密化進程，逐漸減少或者消失。

2.4 梯度多孔Ag-HA陶瓷的力學性能分析

2.4.1 造孔劑分布對梯度多孔Ag-HA陶瓷抗壓強度的影響

不同造孔劑含量對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷材料抗壓強度的影響如圖5所示(壓制壓力100 MPa，燒結溫度1 150 ℃)。從圖5中可以看出，陶瓷試樣的抗壓強度與造孔劑含量有關，當試樣中間層造孔劑含量從0%逐漸提升20%時，燒結后梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的抗壓強度從20.5 MPa減小到8.7 MPa。其原因是：當造孔劑含量較低時，材料的孔洞數(shù)目較少，承擔外加載荷的面積增大，單位面積的載荷減小，同時孔隙減少使試樣內(nèi)的缺陷也減少，試樣能承受更大的載荷，因此燒結后梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷材料的抗壓強度較高。將1#(20%-20%-20%)和2#(20%-10%-20%)兩種多孔2.0Ag-HA陶瓷樣品做比較，兩者外層孔隙結構相似，在植入人體后與人體體液接觸環(huán)境相似，都有利于骨組織的生長，但是前者的抗壓強度為8.7 MPa，后者的抗壓強度為12.6 MPa，后者的抗壓強度比前者提高了44.8%。因此具有梯度孔隙結構的多孔HA陶瓷的抗壓性能優(yōu)于均勻多孔陶瓷。

圖5 造孔劑含量對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷抗壓強度影響Fig.5 Effect of pore-making agent contents on compressive strength of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic

圖6 燒結溫度對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷抗壓強度影響Fig.6 Effect of sintering temperature on compressive strength of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic

2.4.2 燒結溫度對梯度多孔Ag-HA陶瓷抗壓強度的影響

燒結溫度對梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷抗壓強度的影響如圖6所示(壓制壓力100 MPa，造孔劑含量20%-10%-20%)。由圖6可知，隨著燒結溫度逐漸升高，梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的抗壓強度隨之增大。當燒結溫度從1 050 ℃升高到1 200 ℃時，陶瓷材料的抗壓強度從4.8 MPa增加到13.2 MPa。但是超過1 150 ℃后，樣品抗壓強度增加幅度不大。分析原因如下：當燒結溫度升高后，2.0Ag-HA顆?；钚蕴岣?，顆粒之間的擴散反應速率加快，顆粒之間形成更多的燒結頸，同時顆粒間的結合強度增加，這種致密的孔壁結構有助于更好地承擔外加載荷。同時隨著燒結溫度的增加，2.0Ag-HA多孔陶瓷的孔隙度也隨之減小，內(nèi)部由于孔洞所形成的微裂紋以及其它缺陷減少，因此多孔陶瓷的抗壓強度增加。當燒結溫度超過1 150 ℃后，試樣的燒結密度增加不明顯，因此抗壓強度增加幅度也不明顯。

2.5 梯度多孔Ag-HA陶瓷抗菌性能分析

2.5.1 Ag含量對梯度多孔Ag-HA陶瓷抑菌圈的影響

不同Ag含量的梯度多孔Ag-HA陶瓷對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈如圖7所示，抑菌圈直徑大小如表3所示。在圖7中可以看到梯度多孔Ag-HA周圍有抑菌圈出現(xiàn)，而純多孔HA陶瓷周圍沒有抑菌圈出現(xiàn)。這表明梯度多孔Ag-HA陶瓷具有明顯的抗菌能力，而純HA并不能對細菌的生長產(chǎn)生抑制或滅殺的作用。從表3中可以看出，當陶瓷中載Ag含量由0.5%增加至2.0%時，大腸桿菌中抑菌圈的直徑從16.84 mm增大到20.31 mm，金黃色葡萄球菌中抑菌圈的直徑從16.92 mm增大到21.05 mm。這就表明其抗菌能力隨載Ag含量的增加而增強，而當載Ag含量較低時，Ag-HA陶瓷對細菌的滅殺效果較弱。分析原因如下：在Ag-HA陶瓷中的Ag+是產(chǎn)生抗菌效果的成分，因此隨著試樣中的載Ag含量增加，釋放到外界的Ag+數(shù)量也會增多，從而對細菌有了更好的抑制與滅殺效果。

Ag+具有抗菌性的主要原因是：細菌的細胞壁主要是由肽聚糖和脂多糖組成，Ag+可能通過阻礙聚糖鏈、短肽，肽橋的形成，使肽聚糖不能正常合成，破壞了細胞壁，使細菌生長受阻。此外，Ag+穿過細胞壁，與細胞膜蛋白質結合，細胞膜蛋白質主要是以內(nèi)在蛋白和外在蛋白兩種形式同膜脂質相結合的，Ag+能夠與內(nèi)在蛋白中的疏水羥基結合使細胞膜蛋白質受損，破壞了細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性并阻礙了生化反應的有序進行。同時Ag+與細胞內(nèi)部蛋白酶的巰基結合，使蛋白酶失去活性，使細菌細胞致死。Ag+也會干擾DNA分子的復制，阻礙細菌繁殖。并且由于某種原因，殺死細菌的Ag+并未隨著細菌的死亡而消失，而是回到溶液中，繼續(xù)對剩余細菌產(chǎn)生作用，保持了試樣的抗菌效果。其抗菌模型如圖8所示。

圖7 不同載Ag含量梯度多孔Ag-HA陶瓷在(1)大腸桿菌和(2)金黃色葡萄球菌中的抑菌圈Fig.7 Inhibition circle images of gradient porous Ag-HA ceramics with various Ag contents immersed in E.coli(1) and staphylococcus aureus(2) bacterial culture medium

表3 不同載Ag含量梯度多孔Ag-HA陶瓷在大腸桿菌和金黃色葡萄球菌中的抑菌圈直徑

圖8 Ag-HA抗菌模型Fig.8 Antibacterial model of Ag-HA

2.5.2 造孔劑含量對梯度多孔Ag-HA陶瓷抑菌圈的影響

圖9為中間層造孔劑含量不同的梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷在大腸桿菌和金黃色葡萄球菌環(huán)境下出現(xiàn)抑菌圈形貌圖。抑菌圈直徑如表4所示。

圖9 造孔劑含量不同的梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷在(1)大腸桿菌和(2)金黃色葡萄球菌中抑菌圈形貌照片F(xiàn)ig.9 Inhibition circle images of gradient porous 2.0Ag-HA ceramic with various pore-forming agent contents immersed in E.coli(1) and staphylococcus aureus(2) bacterial culture medium

表4 不同造孔劑含量的梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷在大腸桿菌和金黃色葡萄球菌中的抑菌圈直徑

從圖9和表4中可以看出，梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷周圍有明顯的抑菌圈出現(xiàn)，當中間層造孔劑含量由0%增加至20%時，大腸桿菌中抑菌圈的直徑從19.27 mm增大到21.22mm，金黃色葡萄球菌中抑菌圈的直徑從20.19 mm增大到22.13 mm。這說明孔隙度大的多孔陶瓷的抗菌性能略優(yōu)。分析原因如下：當造孔劑的含量不斷增加時，2.0Ag-HA陶瓷的孔隙度逐漸增大，并且這些微小的孔隙具有過濾和吸附的能力，同時2.0Ag-HA陶瓷的比表面積增大，更多的2.0Ag-HA基體與細菌接觸，為Ag+的釋放提供了便利的條件，增加了Ag+的釋放量，因此能夠殺死更多的細菌。此外，繼續(xù)觀察72 h內(nèi)細菌的生長情況，發(fā)現(xiàn)抑菌圈里仍未生長出新的細菌，這證明了梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的抗菌能力具有一定的持久性。在實驗中也發(fā)現(xiàn)，梯度多孔0.5Ag-HA和1.0Ag-HA陶瓷均隨中間層造孔劑含量增加，抑菌圈直徑略有增大，抗菌效果略有提高。

2.5.3 載Ag含量對梯度多孔Ag-HA陶瓷殺菌率的影響

將不同載Ag含量的梯度多孔Ag-HA陶瓷試樣浸泡在菌液中，培養(yǎng)不同時間，觀察細菌生長情況。以載Ag含量為0.5%的梯度多孔0.5Ag-HA陶瓷為例，其實驗結果如圖10所示，未載Ag的梯度多孔HA塊體試樣的殺菌率如圖11所示。由圖10可知，梯度多孔0.5Ag-HA塊體試樣浸泡培養(yǎng)1 h時，有少量細菌長出，繼續(xù)培養(yǎng)5 h、9 h、18 h、24 h后，均無細菌出現(xiàn)，而圖11中梯度多孔HA塊體試樣浸泡在菌液中，不同時間培養(yǎng)后均有細菌長出，且細菌數(shù)量隨培養(yǎng)時間延長越來越多。兩者對比，加入載Ag試樣的菌液中，細菌只能存活1 h左右，在5 h至更長時間后便被完全滅殺，多孔0.5Ag-HA塊體在1 h時的殺菌率已經(jīng)接近100%，5 h后殺菌率已經(jīng)達到100%。這說明在較低的載Ag含量時，多孔Ag-HA的短時殺菌效果已經(jīng)非常理想，并且在24 h后，多孔Ag-HA的殺菌率仍能保持在100%。此外，在對梯度多孔1.0Ag-HA塊體和梯度多孔2.0Ag-HA塊體進行殺菌實驗中，1 h后的溶液中已經(jīng)沒有細菌存活，即殺菌率達到100%，并具有一定的持久性。

圖10 梯度多孔0.5Ag-HA陶瓷在大腸桿菌溶液(1)和金黃色葡萄球菌(2)溶液培養(yǎng)不同時間效果圖Fig.10 Bactericidal rate maps of gradient porous 0.5Ag-HA ceramis immersed in E.coli(1) and staphylococcus aureus(2) bacterial culture medium for different time

圖11 梯度多孔HA陶瓷在大腸桿菌(1)和金黃色葡萄球菌(2)溶液中培養(yǎng)不同時間效果Fig.11 Bactericidal rate maps of gradient porous HA ceramic immersed in E.coli(1) and staphylococcus aureus(2) bacterial culture medium for different time

3 結 論

(1)隨著中間層造孔劑含量的增加，梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷的孔隙度增大，抗壓強度減??；隨著Ag含量和燒結溫度的增大，梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷孔隙度減小，抗壓強度增強；當造孔劑分布為20%-10%-20%，壓制壓力為100 MPa，載Ag含量為2%，燒結溫度為1 150 ℃時，燒結后梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷孔隙度為24.7%，抗壓強度為12.6 MPa。

(2)XRD和SEM分析表明燒結產(chǎn)物為Ag+摻雜的HA相，燒結后樣品具有明顯的梯度孔隙結構?？咕鷮嶒灡砻鳎弘S載Ag含量和孔隙度的增大，梯度多孔2.0Ag-HA陶瓷對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑的增加，表現(xiàn)出良好的抗菌性。

(3)梯度多孔Ag-HA陶瓷的殺菌率在1 h時接近100%，在5 h、9 h、18 h和24 h后均達到100%，且抗菌效果具有一定的持久性。而純HA陶瓷未表現(xiàn)出抗菌性能。