TiO_(2)纳米管表面聚合物辅助沉积Ta_(2)O_(5)涂层对MC3T3-E1细胞生物学活性的影响

目的探讨TiO_(2)纳米管表面聚合物辅助沉积五氧化二钽(Ta_(2)O_(5))涂层对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1生物学活性的影响。方法制备出Ta/TiO_(2)纳米管(Ta/NT组)、Ta_(2)O_(5)/纯钛(Ta_(2)O_(5)/PT组)及Ta_(2)O_(5)/TiO_(2)纳米管(Ta_(2)O_(5)/NT组)3组样本,其中后2组的Ta_(2)O_(5)涂层通过聚合物辅助沉积法制备。对3组样品进行表征检测:扫描电镜(SEM)观察表面形貌,X射线光电子能谱(XPS)分析表面元素组成,X射线衍射(XRD)检测表面化合物。选用MC3T3-E1细胞探讨3组样品对细胞生物学活性影响;荧光显微镜观察细胞骨架和细胞核的黏附;CCK-8法测定细胞活性;检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性;茜素红染色后半定量分析钙沉积;Real-time PCR检测成骨标志基因重组人骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、ALP、骨钙蛋白(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的基因表达。结果SEM图像显示Ta_(2)O_(5)/NT组表面可见TiO_(2)纳米管基底表面覆盖片状、带状交联的微-纳米级Ta_(2)O_(5)涂层结构;XRD显示Ta_(2)O_(5)/NT组的TiO_(2)纳米管呈现微量的脱矿钛及金红石晶体结构;与Ta/NT组比,Ta_(2)O_(5)/NT组和Ta_(2)O_(5)/PT组黏附细胞核密度较高,细胞骨架块状、丝状结构相对较大,交联、团簇状较多,细胞骨架张力较大,具有较高的细胞活力;茜素红染色样本半定量分析显示Ta_(2)O_(5)/NT组、Ta/NT组、Ta_(2)O_(5)/PT组钙沉积量依次降低(P<0.01);Ta_(2)O_(5)/NT组、Ta/NT组和Ta_(2)O_(5)/PT组7d和14d的ALP活性、钙沉积量和ALP、OCN、OPN mRNA含量依次降低,14 d Ta_(2)O_(5)/NT组的BMP-2 mRNA含量在3组中最高(P<0.05)。结论Ta_(2)O_(5)/TiO_(2)纳米管复合涂层可促进MC3T3-E1细胞黏附、细胞活性、ALP活性、矿化及成骨相关基因的表达,有利于其生物学活性的发挥。

WO_3/BiVO_4薄膜光电极构建及光电转化性能

分别用聚合物辅助沉积法和金属有机物分解法制备了WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极。利用固体紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗和线性扫描伏安法,对WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极的能带结构进行了表征。制备了WO_3/BiVO_4异质结复合光电极,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱,对该复合光电极的断面形貌、晶型结构和物质组成进行了分析。最后,对WO_3/BiVO_4复合光电极的光电转化性能进行了研究。研究结果表明:均为单斜晶型的WO_3和BiVO_4之间形成了膜厚约为450 nm的II型异质结;在施加相对于可逆氢电极1.23 V的电势时,WO_3/BiVO_4光电极的光电流密度可以达到1.926 m A/cm^2,表现出了良好的光电转化性能。