Enhanced wear resistance, antibacterial performance, and biocompatibility using nanotubes containing nano-Ag and bioceramics in vitro

Abstract

理想的钛基关节植入物应避免力屏蔽, 且具有良好的生物活性和抗感染性能。为满足这些要求, 研究人员以低弹性模量合金Ti–35Nb–2Ta–3Zr为基底, 采用阳极化、沉积和旋涂等方法制备含有生物陶瓷和银离子的功能涂层, 并将其涂覆在TiO₂纳米管 ((80 ± 20) nm 和(150 ± 40) nm) 表面。研究了生物陶瓷 (nano-β-TCP, micro-HA, meso-CaSiO₃) 和Ag纳米颗粒 ((50 ± 20) nm) 对纳米管的抗菌活性、摩擦、腐蚀和早期体外成骨行为的影响。摩擦和腐蚀结果表明, 磨损率和腐蚀速率与纳米管表面形貌密切相关。由于粘着磨损和磨粒磨损, 生物陶瓷micro-HA 表现出优异的耐磨性, 磨损率为(1.26 ± 0.06)×10^–3 mm³/(N m)。生物陶瓷meso-CaSiO₃显示出良好的细胞粘附、增殖能力和碱性磷酸酶活性。含有纳米银的涂层具有良好的抗菌活性, 对大肠杆菌的抗菌率 ≥ 89.5%。研究结果表明, 该功能涂层具有加速成骨的潜力。