合成和表征TiO2-ZnO复合薄膜用于生物医学应用
Gimmi Guruprasad Engoor1, Vimal Kumar Dewangan2,3, Sachin Latiyan2,3
1Department of Applied Mechanics and Biomedical Engineering, Indian Institute of Technology Madras, Chennai 60036, India.
Biomedical materials (Bristol, England)
|January 31, 2025
概括
在不钢上氧化物复合膜增强生物相容性,减少细菌粘附. 90% TiO2-10% ZnO 薄膜显示出最好的细胞活力,为抗生素涂层提供了替代品.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 泰坦 (TiO2) 具有极好的生物相容性,而氧化 (ZnO) 具有抗菌性.
- 不钢 (SS) 广泛用于医疗植入物,但可能容易感染和骨质整合不良.
- 开发SS的先进涂层对于提高植入物性能和降低感染风险至关重要.
研究的目的:
- 研究TiO2-ZnO复合薄膜对304-SS.生物相容性和防特性的影响.
- 评估不同TiO2和ZnO组合对骨整合和细菌粘附的影响.
- 探索TiO2-ZnO薄膜作为抗生素涂层的潜在替代品,以对抗抗菌素耐药性.
主要方法:
- 在304-SS基板上使用射频磁铁喷射 (RF-MS) 合成了TiO2-ZnO复合薄膜.
- 用100%TiO2,90%TiO2-10%ZnO和75%TiO2-25%ZnO组成的喷雾准备了片.
- 生物相容性通过蛋白质吸附,细胞毒性测定和MG63骨质细胞粘附和活力研究来评估.
- 通过Staphylococcus aureus的细菌粘附测试来评估抗物质的性能.
主要成果:
- 与裸体SS相比,所有RF-MS沉积膜都表现出疏水性,减少细菌粘附性和改善细胞相容性.
- 75%TiO2-25%ZnO薄膜表现出优越的抗性质,蛋白质吸附率最低,抗菌性高的ZnO度.
- 然而,较高的ZnO度对MG63细胞活力产生了负面影响.
- 90%TiO2-10%ZnO膜表现出最高的哺乳动物细胞活力 (约88%) 和附着性.
- 100%的TiO2膜和SS显示蛋白质吸附增加,导致哺乳动物细胞活力降低和细菌粘附率提高.
结论:
- TiO2-ZnO复合薄膜显著提高了不钢的生物相容性和防特性.
- 90%TiO2-10%ZnO组成为SS植入物提供了生物相容性和抗菌活性之间的最佳平衡.
- 这些复合膜代表了传统抗生素涂层的有希望的替代品,用于预防与生物膜相关的感染和解决抗菌素耐药性的问题.
