Process Studies on the Surface Modification of Coral Hydroxyapatite
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摘要:
目的 探究纳米氧化锌（nmZnO）在不同条件下改性珊瑚羟基磷灰石（CHA）的工艺研究。 方法 在弱酸环境内，温度70 ℃条件下，采用硝酸锌溶胶-凝胶法改性珊瑚羟基磷灰石，通过超声、旋转搅拌、干燥、煅烧获得白色颗粒状多孔复合材料，应用扫描电子显微镜观察改性后材料表面特征。 结果 在不同原料配比条件下，nmZnO颗粒在CHA表面的分布及粒径大小存在差异。热处理过程中，保温温度及保温时间的改变会导致材料的除碳效果及结构完整性发生变化。 结论 利用硝酸锌溶胶-凝胶法可以对珊瑚羟基磷灰石进行表面改性，纳米氧化锌粒径小于100纳米，纳米粒子的团聚问题得以解决。 Abstract:Objective To explore the process of modifying coral hydroxyapatite by nmZnO under the different conditions. Methods Coral hydroxyapatite was modified by zinc nitrate sol-gel method at 70 ℃ in weak acid environment. White granular porous composite materials were obtained by ultrasonic, rotary stirring, drying and calcination. The surface characteristics of the modified materials were observed by scanning electron microscope. Results The results showed that the distribution and size of nmzno particles on the coral hydroxyapatite surface were different under the different raw material ratios. In the process of heat treatment, different holding temperature and holding time would lead to the change of carbon removal effect and structural integrity of materials. Conclusion Coral hydroxyapatite surface can be modified by zinc nitrate sol-gel method. The particle size of nano zinc oxide is less than 100 nanometers. The agglomeration problem of nano-particles is solved. -
Key words:
- Coral hydroxyapatite /
- Zinc oxide /
- Modification /
- Antibacterial property
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糖尿病作为一种慢性多发疾病逐渐成为全球关注的重点公共卫生问题，而中国糖尿病患病人数已跃居世界第一。糖尿病的患病率呈现逐年递增趋势，在过去30 a中快速增长了近10倍[1-2]。目前我国糖尿病患者数超过1亿，成为全球糖尿病患者最多的国家。健康素养管理是指在人们的生命周期中，为了促进和保持良好的身心健康状态，在不同的健康环境相互作用的要求下所具备的获取、理解、辨别和传达信息能力的程度[3-5]。具备良好的健康素养管理，有利于人们做出更好的医疗选择和健康管理。本文针对2型糖尿病患者的健康素养管理能力进行测评，其目的在于探讨糖尿病患者的健康素养管理水平及相关影响因素，针对测评结果，为昆明2社区医院住院糖尿病患者提高健康素养管理水平提供依据。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
自2018年10月至2019年3月间，选择昆明市呈贡两社区医院临床住院的2型糖尿病患者作为研究对象。根据2型糖尿病血糖诊断标准[6]，纳入调查患者的空腹血糖水平超过7.5 mmol/L）或餐后2 h超过11.1 mmol/L，年龄大于18岁及以上，无严重并发症并且依从性好。排除标准：若患者有严重肾病综合症如尿毒症者，或拒绝调查不合作者，均不纳入调查。该课题通过本单位伦理委员会审核通过。
1.2 研究方法
1.2.1 经济收入分层
参照云南省人力资源和社会保障厅发布《关于调整最低工资标准的通知》，研究中初步将住院患者收入在1670～3000元为低收入人群：收入在3001～5000元为中收入人群：收入大于5000元及以上高收入人群。
1.2.2 调查指标
一般个人信息、基本健康的自我管理、高血压的基本知识及自我监测、膳食管理及是否有规律的运动等。
1.2.3 测评工具
根据国际健康素养测评工具，选择健康素养管理量表（The health literacy management scale HeLMS）对信息获得的能力、交流和互动的能力、健康改变的愿望和经济支持的愿望4个维度进行测评[7-8]。采用来源于美国密歇根州立大学健康研究中心开发的量表病人健康问卷-9（patient health questionnaire PHQ-9），进行患者健康问卷测评。PHQ-9主要由9个问题组成，主要调查过去2周的健康状况。两量表均有较好的信度和效度。此外，根据2型糖尿病临床指南[6]设计糖尿病的20 个相关糖尿病知识，每1个题回答正确计1分，错误不计分。
1.2.4 质量控制
调查前，进行问卷预调查，修改和完善问卷后统一培训调查员；调查中，调查员遵照统一方式方法收集资料，避免调查员偏倚；调查后，由质检员对问卷进行统一复核，采用双录入数据，经一致性检验确定无误后进行统计分析。
1.3 统计学处理
采用EpiData3.1软件双录入，经一致性检验核查无误后锁定数据库。运用SPSS 22.0进行统计分析。计数资料采用例数和百分比（%）表示，组间比较采用卡方检验；计量资料采用（ $ \bar x \pm s $）表示，采用独立样本t检验，多组比较采用单因素方差分析。采用多重线性回归对影响糖尿病知识得分进行多因素分析。检验水准为0.05，P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 个人基本信息和临床特征
共发放调查问卷193份，回收合格问卷185份，有效回收率95.8% （185/193）。平均年龄（56.21 ± 12.09）岁，男性占52.4% （97/185），女性占47.57% （88/185）。汉族占86.5%。有56.8% （105/185）患者受过至少12 a及以上的在校教育。48.1%的患者收入集中在3000元及以下，46.5%的患者来自于农村，说明住院患者来自农村人群与原来呈贡片区属于昆明城郊有关。
主要的临床特征，糖尿病患者确诊为2型糖尿病的平均年限在（7.6 ± 5.7）a之间。40%的诊断为高血压，40%的有超重或者有肥胖问题（BMI > 25）。占22.7% （42/185）有并发症。患者健康问卷-9（PHQ-9）测评表中，焦虑程度轻度占47.4%、中度占36.2%、重度占13.4%和极重度占2.7%。
在临床观察指标如患者有规律的血糖监测、低血糖的知识、运动与血糖水平知识3个变量，差异有统计学意义（P < 0.05）。
个人基本情况和健康素养管理（HeLMS），患者的居住地、职业、教育程度及月收入和健康素养管理的得分，差异有统计学意义（P < 0.05）；糖尿病患者的基本知识得分不充分 < 10分或充分（10～12分）之间与健康素养管理的得分 ，差异有统计学意义（ P < 0.05），见 表1。
表 1 185例患者的基本信息与健康素养管理水平得分Table 1. 185 Patient’s Basic Information and HeLMs Score Situation特征与赋值 被调查者 P n % HeMLS 均数（95%CI） 性别 0.231 男（= 1） 97 52.4 108.4 （104.8～112） 女（= 2） 88 47.6 105.2 （101.4～109） 年龄 （ 56.2 ± 12.1）岁 0.138 < 40（= 1） 19 10.3 111.4 （102.9～119.9） 40-（= 2） 37 20 110.6 （105.2～116.1） 50-（= 3） 58 31.4 107.3 （103～111.5） > 60（= 4） 71 28.4 103.4 （98.7～108.1） 居住地 0.002* 城市（= 1） 90 48.6 110.8 （107.2～114.4） 农村（= 2） 95 51.4 103.2 （99.5～106.9） 民族 0.633 汉（= 1） 160 86.5 107.1 （104.3～109.9） 其它（= 2） 25 13.5 105.3 （97.6～112.9） 婚姻状况 0.708 已婚（= 1） 179 96.8 106.9 （104.3～109.6） 未婚（= 2） 6 3.2 104.2 （82.7～125.7） 从事职业 0.003* 农业（= 1） 86 46.5 102.4 （98.7～106.2） 其它（= 2） 99 53.5 110.8 （107.3～114.3） 教育程度 < 0.001 * 文盲（= 1） 18 9.7 88.9 （78.2-99.7） 小学（= 2） 54 29.2 103.3 （98.9～107.7） 中学（= 3） 51 27.6 109.3 （104.6～113.9） 高中及以上（= 4） 62 33.5 113.2 （109.3～117.2） 收入 （元） < 0.001 * ≤ 3000（= 1） 87 48.1 100.4 （96.3 – 104.5） 3001 – （= 2） 56 30.9 112.7 （109.5 – 115.9） > 5000（= 3） 38 20 113.1 （107.3 – 118.9） 年限（ 7.6 ± 5.7）a 0.452 < 10（= 1） 134 74.9 107.6 （104.7～110.6） > 10以上（= 2） 45 25.1 104.4 （98.6～110.2） 是否高血压 0.582 Yes（= 1） 74 40 105.9 （101.7～110.3） No（= 2） 111 60 107.5 （104.1～110.8） 基本知识得分 < 0.001 * 不充分 < 10（= 1） 33 17.9 91.9 （85.4-98.3） 充分10 – （= 2） 44 23.9 104.5 （98.9～110.1） 足够充分 > 12（= 3） 107 58.2 112.4 （109.6～115.3） 有规律的血糖测定 0.035* 有（= 1） 131 70.8 108.7 （105.7～111.8） 无（= 2） 54 29.2 102 （97.4～107.3） 高血压知识 0.027* 有（= 2） 139 75.1 108.6 （105.7～111.5） 无（= 1） 46 24.9 101.8 （96.2～107.4） 平常运动 0.036* 有（= 2） 120 64.9 108.9 （105.8～112.2） 无（= 1） 65 35.1 103 （98.5～107.6） 运动和血糖水平 0.042* 有（= 2） 41 22.2 108.6 （103.1～114.1） 无（= 1） 144 77.8 101.8 （98.7～104.9） 焦虑程度 （PHQ-9） 0.026* 一般（= 1） 71 47.4 110.3 （106.3～114.3） 中等（= 2） 54 36.2 105.4 （100.4～110.5） 重（= 3） 20 13.4 99.4 （88.6～110.2） 极重（= 4） 4 2.7 92.7 （68.7～116.8） 健康素养水平（105.7 ± 21.1） < 0.001 * 低 ≤ 110（= 1） 85 45.9 92.4 （88.7-96.2） 中111-（= 2） 44 23.8 115.5 （114.8～116.2） 高 = 120（= 3） 56 30.3 122.1 （121.4～122.8） *P < 0.05。 2.2 健康素养管理水平中各维度得分
健康素养管理量表（HeMLS） 满分为120，分为4个维度。其中信息获得的能力、交流和互动的能力的得分为45分，健康改变的愿望总得分为20分，经济支持的愿望总分最低为10分，本次调查对象平均得分为（105.7 ± 21.1）分，其中信息获得的能力（37.8 ± 8.9）分、交流和互动的能力（38.2 ± 8.4）分，健康改变的愿望（18.1 ± 3.4）分和经济支持的愿望（8.6 ± 2.0）分，按照健康素养总得分，分为低中高3组，分别占45.9%、23.8%和占30.3%。
2.3 不同健康素养管理水平患者糖尿病基本知识的回答正确率
糖尿病基本知识平均得分（14 ± 3.74）分，将糖尿病知识正确回答率划分为3个级别：不充分正确回答率占17.9%、充分正确回答率占23.9%、足够充分正确回答率占58.2%。从健康素养管理得分与掌握糖尿病基本知识的情况分析， 糖尿病基本知识掌握与健康素养管理有关。在健康素养管理能力分为低、中、高3个水平，20个糖尿病相关知识的问题回答正确率有所不同，其中超过一半的问题（1、3、4、5、6、7、8、9、14、16、18、19、20）的正确率在不同健康素养管理水平的患者中，差异有统计学意义（P < 0.05），见 表2。
表 2 不同健康素养水平的患者糖尿病知识的正确率（%）比较Table 2. Patient’s of Different HeLMs Level Associated with Correct Rate of DM Knowledge糖尿病相关基本知识问题 不同健康素养管理水平糖尿病知识
正确率（%）P 低 中 高 1. 糖尿病的典型症状是“多饮、多食、多尿、体重
减轻”81.2 91.0 94.6 0.032* 2. 糖尿病人通过改善饮食行为方式，可以像正常人
一样健康长寿。71.8 81.8 75.0 0.584 3. 糖尿病人口味宜淡，尽量采用低钠饮食，防止高
血压的发生。78.8 90.9 91.1 0.024* 4. 糖尿病不是代谢病。 24.7 29.5 48.2 0.002* 5. 糖尿病人仅仅无糖是不够的，仅仅依赖药物也是
不行的，您是否认同？62.4 88.6 85.7 < 0.001 * 6. 糖尿病是老人家得的，年青人不可能患糖尿病的
说法正确吗？67.1 86.4 82.1 0.041* 7. 糖尿病会遗传吗？ 52.9 59.1 73.2 0.036* 8. 坚持血糖监测是防治糖尿病的主要措施。 74.1 72.7 89.3 0.025* 9. 糖尿病分类主要为Ⅰ型、Ⅱ型和妊娠型糖尿病。 54.1 70.5 69.6 0.043* 10. 高血压患者或有高脂血症者不易得糖尿病。 52.9 70.5 67.9 0.056* 11. 空腹血糖≥7.0mmol/L是判断糖尿病的依据。 9.4 25.0 17.9 0.120 12. 糖尿病对健康的主要危害是心脏。 34.1 38.6 39.3 0.522 13. 超重或肥胖是引起糖尿病的主要原因之一。 80.0 84.1 82.1 0.713 14. 口服葡萄糖耐量试验（OGTT）2 h血糖≥
11.1 mmol/L可判断为糖尿病。49.4 52.3 69.6 0.038* 15. 暴饮暴食是诱发糖尿病的主要原因。 67.1 75.0 53.6 0.142 16. 糖尿病与免疫力有直接的关系。 45.9 63.6 64.3 0.046* 17. 男性比女性更容易患糖尿病。 21.2 27.3 25.0 0.562 18. 引起胰岛素绝对或相对分泌不足是糖尿病的主要
病因。47.1 84.1 85.7 < 0.001 * 19. 因为血糖高，黏膜屏障作用减低，伤口愈合会
非常缓慢。71.8 86.4 94.7 < 0.001 * 20. 糖尿病可引起白内障，导致视力下降，进展较快。 75.3 93.2 87.5 0.038* *P < 0.05。 2.4 ４ 影响糖尿病基本知识得分的多因素分析
采用多重线性回归对影响调查对象糖尿病知识得分的因素进行分析，因变量为糖尿病知识得分，自变量赋值见表1，采用逐步回归筛选变量，结果进入模型的变量有性别、收入、患病年限及是否坚持运动（F = 11.29，（P < 0.001， R = 0.324）。男性、糖尿病患病时间高于10a的患者，糖尿病知识得分较低，健康素养水平越高，收入越高，能长期坚持运动锻炼的患者，糖尿病知识得分也较高，见表3。
表 3 糖尿病基本知识得分影响因素多重线性回归分析Table 3. Multiple linear Regression on DM knowledge score of associated factors影响因素 回归系数 标准误 P 健康素养管理 2.32 0.61 0.001* 性别 −0.94 0.48 0.050* 收入 （元） 2.23 0.57 0.001* 是否坚持运动 1.57 0.69 0.032* 患病年限 （a） −2.20 0.56 0.001* *P < 0.05。 3. 讨论
3.1 地域、文化程度和经济水平三者间的差异是影响健康素养提高障碍
185例研究对象中，46.5%来自农村，52.4%为男性，未接受过高中以上教育者占56.8%，平均年龄为（56.2 ± 12.1）岁，48.1%经济收入 < 3 000元，大多数患者的糖尿病在10 a前确诊，40%的患者都伴随高血压或超重情况。低健康素养管理水平得分占45.9%。来自农村、男性和接受教育程度低的患者，健康素养水平是低的，并且他们对获取健康素养的信息和糖尿病自我管理水平也是较低的，这与本次研究结果是一致的 [9-10]。来自城市的糖尿病患者的健康素养识字水平是高于来自农村人群，在首次中国居民健康素养调查报告中也有同样的观点[11-13]。由此可见，低的教育程度和低收入患者，对获取健康素养水平的信息能力如阅读能力、理解能力和对慢性病的预防能力是极大的障碍。研究发现糖尿病的基本知识与（HeMLS）得分不同组，差异有统计学意义（P < 0.05），性别、收入、患病的年限和运动4个变量是最主要的影响因素，因此，提高患者的健康素养，笔者更应该关注患者的性别和低收入人群，患病年限长者，更希望具备血糖监测的能力，针对老年患者，利用全科医生上门服务的便利，发放家庭血糖监测仪，帮助他们记录下血糖变化指数，在进行随访时，能准确地了解患者的血糖变化水平，指导胰岛素及相关药物的服用，有利于控制血糖和降低并发症的发生。
3.2 健康素养管理水平的高低，影响人们意识和疾病行为
本研究中采用2个量表来评估健康素养管理能力测评是极其有价值的。研究发现高的健康素养管理水平也有高的糖尿病知识的正确回答率，（HeMLS）得分高中低3组，差异有统计学意义（P < 0.05）。糖尿病基本知识问卷中问题5、18、19即“糖尿病人仅仅无糖是不够的，仅仅依赖药物也是不行的，您是否认同？”、“引起胰岛素绝对或相对分泌不足是糖尿病的主要病因。”、“因为血糖高，黏膜屏障作用减低，伤口愈合会非常缓慢。” 与健康素养管理HeMLS得分，差异有统计学意义（ P < 0.05）。强调糖尿病的相关知识的掌握对健康素养的影响相当重要，尤其是糖尿病病因学的知识能帮助患者对疾病的理解，对血糖的监测和控制也是有必要的 [14-15]。慢性预防素养问题中发现有规律的血糖测定、高血压知识、有序的运动和血糖水平的控制等与健康素养知识得分水平，差异有统计学意义（P < 0.05）。社区医院应针对一级预防策略积极推广预防糖尿病行动，利用社区卫生服务资源，科学地、广泛地宣传糖尿病的预防知识，定期进行糖尿病的筛查和体检来传播知识，达到提高知晓率，预防和控制糖尿病的目的。对社区慢性糖尿病患者，最方便和适宜的社区全科医疗服务，是就医及获得糖尿病基本知识和实现自我管理的最有效途径。
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图 2 G0-G5组SEM图片
G0：未经改性的CHA，SEM图片（×20 000）；G1：SEM图片（×10 000）；G2：SEM图片（×20 000）；G3：SEM图片（×30 000）；G4：SEM图片（×30 000）；G5：SEM图片（×40 000）。
Figure 2. SEM images of G0-G5 group
图 3 EDX分析结果
A：G0组（CHA对照组）EDX测试结果；B：G3组EDX测试结果；C：G4组EDX测试结果；D：G5组EDX测试结果。
Figure 3. EDX analysis results
表 1 复合材料热处理后情况
Table 1. Changes of composites after heat treatment
保温温度（℃） 保温1 h 保温3 h 保温5 h 560 色黑，原结构未破坏 色灰黑，原结构未破坏 色灰白，原结构未破坏 580 色灰，原结构未破坏 色灰白，原结构未破坏 色白，原结构未破坏 600 色灰白，原结构未破坏 色白黄，原结构未破坏 色白，原结构破坏 
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