鈦表面微弧氧化——微波水熱法銅鈮涂層的制備及抗菌性研究

鈦及鈦合金由于優(yōu)異的機(jī)械性能、高耐腐蝕性及良好的生物相容性等，被廣泛應(yīng)用于骨科手術(shù)及牙科種植體。植入物表面改性是減少植入物相關(guān)感染發(fā)生的有效途徑，同時(shí)也是可以在不破壞材料本身性能的情況下改性植入物界面屬性相對(duì)簡(jiǎn)單的方法。微弧氧化技術(shù)雖然可以通過(guò)調(diào)控電解液成分引入到涂層中一些生物活性元索 ，但部分生物活性元素以非晶形式存在于涂層內(nèi)不具備好的生物活性，微波水熱處理能更好地賦予涂層生物活性及活化表面性能。銅離子在一定濃度下具有抗菌性能和生物活性 ，且不會(huì)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，鈮具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性，含有鈮元索的磷酸鈣復(fù)合涂層可顯著增加成骨細(xì)胞的堿性磷酸酶活性 ，具有促進(jìn)成骨細(xì)胞鈣化的作用，但目前對(duì)于含鈮涂層抗菌性能相關(guān)文獻(xiàn)較少。本實(shí)驗(yàn)擬采用微弧氧化法在純鈦表面制備含鈣磷元素陶瓷涂層，通過(guò)微波水熱法合成含銅鈮的涂層，觀察分析涂層的結(jié)構(gòu)表征，并測(cè)定其抗菌效果。

圖 1 高銅組微波水熱涂層表 面元素分布( X 5000)


圖 2 高銅組微波水熱涂層表 面元素分布( X 5000)


圖 3 高銅組微波水熱涂層表 面元素分布( X 5000)

綜上所述，使用微弧氧化——微波水熱兩步法對(duì)純鈦表面改性，成功制備了含銅、鈮、鈣、磷等活性元素的粗糙多孔涂層，有效抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)。然而銅鈮涂層的抗菌機(jī)制及對(duì)于其他優(yōu)勢(shì)菌屬的抗菌性能還需進(jìn)一步研究。