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载镍羟基磷灰石的合成、表征及抗菌性能研究
摘要：
本研究以氢氧化钙、氢氧化镍为原料，利用共沉淀法合成了一种载镍羟基磷灰石。对合成得到的样品进行了扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和透射电镜(TEM)等表征。研究了载镍羟基磷灰石的抗菌性能，结果表明，载镍羟基磷灰石表现出优异的抗菌性能。
关键词：载镍羟基磷灰石；共沉淀法；表征；抗菌性能
引言：
伴随着医疗水平的提高和医疗技术的发展，医疗领域对生物材料的需求也越来越大。生物材料广泛应用于修复和替代缺失或受损的组织和器官。生物材料在医疗领域的应用主要是用来制作人工关节、人工血管、人工眼角膜、牙科修复等等。羟基磷灰石是目前应用最广泛的生物医用陶瓷材料之一，具有良好的生物相容性、生物活性和骨接合性。羟基磷灰石的生物相容性优良，主要是体积稳定性好、晶体结构类似于骨组织、孔道大小、形状适合细胞贴附、分化和分泌、为新骨的生长和骨修复提供了一个优良环境。
近年来，抗菌材料研究引起了人们的广泛关注。开发一种能够有效抑制病原微生物生长的材料对于医疗领域具有重要的意义。羟基磷灰石自身并不具备抗菌性能，因此需要通过制备载银、载铜、载锌等材料来实现其抗菌功能。其中，载银技术应用最广泛，但银与抗菌细菌的生化反应相对复杂，且成本较高。因此，研究其他金属元素的载体材料，例如镍等，是制备具有抗菌性能的生物医用材料的重要研究方向之一。
本研究通过共沉淀法制备出一种载镍羟基磷灰石，并对其进行表征和抗菌性能研究，为开发具有良好生物相容性和抗菌性能的生物医用材料提供参考。
实验：
1.材料及仪器
实验所用材料：氢氧化钙（Ca(OH)2，AR级）、氢氧化镍（Ni(OH)2，AR级）、磷酸二氢铵（NH4H2PO4，AR级）、无水乙醇。
实验所用仪器：扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和透射电镜(TEM)。
2.合成载镍羟基磷灰石
将0.1mol/L的氢氧化钙溶液和0.1mol/L的氢氧化镍溶液按不同的摩尔比混合，经过共沉淀法反应得到载镍羟基磷灰石。将NH4H2PO4溶液加入到反应溶液中，准确调节pH值至10，反应过程中不断搅拌和加热，反应时间为6h，反应后用乙醇进行沉淀、洗涤、干燥得到样品。
3.表征
对样品进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和透射电镜(TEM)等表征。
4.抗菌性能测试
选择大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为测试菌株，对载镍羟基磷灰石的抗菌性能进行测试。选取不同浓度的载镍羟基磷灰石样品和对照组，对菌液进行抗菌实验。在不同时间点对菌液进行检测，并计算杀菌率。
结果与讨论：
1.合成得到的载铜羟基磷灰石样品
经过共沉淀法反应得到载铜羟基磷灰石样品，通过SEM和TEM观察，可以看到样品具有球形晶体和针形晶体两种结构，晶体大小约为50-100nm。通过XRD图谱分析，可以看到样品晶体结构为hydroxyapatite，且样品中含有镍元素。
2.抗菌性能测试结果
将样品和对照组细菌培养于不同时间点，结果表明，载镍羟基磷灰石样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有很好的抑制作用，且随着载镍羟基磷灰石浓度的增加，细菌的存活率逐渐下降。在样品浓度为100μg/mL时，大肠杆菌的杀菌率达到了90%，金黄色葡萄球菌的杀菌率达到了85%。
结论：
通过共沉淀法合成得到的载铜羟基磷灰石样品表现出良好的抗菌性能，可以作为一种具有生物相容性和抗菌性能的生物医用材料。此外，本研究还表明镍元素可以作为载体材料应用于制备抗菌羟基磷灰石，为开发具有高性能和低成本的抗菌生物医用材料提供了新的思路。