目的:基于磁控溅射技术在PEEK表面构建羟基磷灰石(HA)涂层,并系统评估该方法的生物安全性.方法:磺化PEEK以增加结合面积,并利用磁控溅射技术在其上构建HA涂层;通过扫描电镜结合能谱分析检测构建效果;通过细胞黏附实验、细胞骨架荧光染色以及扫描电镜来评估细胞层面安全性;通过SD大鼠全身毒性评估材料在体安全性;通过金黄地鼠黏膜刺激实验评估材料口腔应用安全性.结果:利用上述技术可在PEEK表面成功构建具有梯度形貌的HA涂层;该涂层可促进细胞黏附、伸展与增殖;且无全身毒性,对动物体重与体内重要脏器HE染色均无显著性影响(P＞0.05);同时该涂层在一定程度上减轻了单纯磺化带来的口腔黏膜刺激.结论:基于磁控溅射技术可稳定制备HA涂层,并满足临床应用的生物安全性需求.

本研究在磁控溅射镀膜气氛中添加乙炔,制备了含银的氢化类金刚石碳(DLC-Ag)薄膜,以抑制薄膜表面银析出.通过扫描电镜、电子能谱、色差和显微硬度测量、琼脂平板计数抗菌实验,考察其对膜层抗菌性能的影响.结果表明,乙炔流量升高时,薄膜表面的银析出减少,黑度增加,硬度降低;银含量最低的试样(0.8 at%)也对大肠杆菌表现出良好的抗菌性能.

目的 探讨磁控溅射氮化钛(TiN)镀膜对镍钛锉抗循环疲劳折断性能的影响,为临床应用提供依据.方法 选取20号和30号的KV4型机用镍钛锉(均为0.04锥度、25 mm长)各40支.将20号锉随机分为A1组和B1组,30号锉随机分为A2组和B2组,每组均为20支.A1组和A2组镍钛器械表面进行TiN镀膜处理(统称为镀膜组),B1组和B2组镍钛器械表面不做任何处理(统称为未镀膜组).实验前扫描电镜(scanning electron microscopes,SEM)观察各组镍钛器械表面形貌.将各组镍钛锉置于铜质弯曲根管模型中进行循环疲劳实验,记录每支锉的断裂时间,并结合其转速计算出该锉断裂时旋转的总图数(NCF),同时测量其尖端断裂长度.实验后SEM观察各组镍钛器械断面形貌.结果 (1)镀膜组镍钛器械循环疲劳实验中NCF明显大于未镀膜组,差异有统计学意义(P＜0.05);各组镍钛锉尖端断裂长度差异无统计学意义(P＞0.05).(2)实验前在低倍及高倍SEM下观察各组镍钛器械表面形貌,发现镀膜组较未镀膜组表面光滑,未见明显加工切割痕迹;实验后发现,除主要疲劳裂纹起源区外,未镀膜组镍钛器械表面的其他位置裂纹相对较多.结论 KV4型机用镍钛锉采用磁控溅射技术进行TiN镀膜后,其抗循环疲劳折断性能显著提高.

背景:骨科植入物感染是骨科有待解决的问题, 目前研究者们正在努力赋予植入物抗感染功能, 植入物抗菌活性研究已成为研究的热点.目的:介绍了近年来骨科金属植入物修饰的方法.方法:应用计算机检索Science Direct online数据库2005至2019年发表的相关文献, 检索关键词为"antimicrobial, coating";检索万方数据库、维普中文期刊服务平台2005至2018年发表的相关文献, 检索关键词"抗菌, 涂层".结果与结论:当前对骨科植入物的抗菌改性处理主要分植入物自身的抗菌改性处理与植入物表面抗菌改性处理, 其中植入物表面抗菌改性方法主要有电化学改性、微弧氧化、磁控溅射法、喷涂法、化学转化、激光表面修饰、等离子体注入、纳米球光刻、溶胶/凝胶法、水热法、逐层组装、多种方法联合处理等, 每种抗菌修饰方法均有其优缺点.

目的:研究TiN/Ag复合抗菌涂层与微沟槽形貌(MG)结合(TiN/Ag-MG)对牙龈成纤维细胞(HGFs)生物功能及对牙龈卟啉单胞菌(Pg)抑制作用.方法:利用磁控溅射在钛沟槽结构上方沉积5％ Ag的TiN/Ag的纳米复合膜,以光滑表面溅射钛为对照组(Ti-S),观察材料表面理化性能,研究TiN/Ag-MG对HGFs活性、细胞周期推进及粘附形态的影响,以及对Pg抑制作用.结果:TiN/Ag-MG材料表面细胞周期S期比例均高于对照组,细胞骨架顺着沟槽铺装的更好,黏附的细胞更多,而活菌更少.结论:TiN/Ag-MG有利于HGFs生物功能同时具有良好的抗菌性能.

本研究采用反应磁控溅射技术制备了不同铜含量的CrNCu抗菌薄膜.台阶轮廓仪、扫描电镜、电子能谱和X射线衍射分析表明,随着铜靶电流的增大,薄膜的沉积速率和Cu含量升高,CrN和Cr含量下降,但粗糙度在0.9～1.4 nm之间.接触角测试表明CrNCu薄膜具有高疏水性和低表面能,其表面水滴的干燥时间长于玻璃试样.平板计数和模拟环境下的喷雾菌液实验表明,CrNCu薄膜对大肠杆菌具有良好的抗菌性能.

目的:在钛表面构建高强度,具有微、纳米级梯度仿生形貌涂层,并评估其生物安全性.方法:采用酸蚀及磁控溅射技术构建微、纳米级梯度仿生形貌涂层;扫描电镜检验涂层构建效果;纳米划痕试验检测涂层强度;SD大鼠皮肤刺激试验,毒性、溶血试验及血清生化参数评估该涂层生物安全性.结果:扫描电镜显示该涂层具有微米级、纳米级梯度仿生形貌;纳米划痕结果显示该涂层强度达100 N;生物安全性检测结果显示该涂层不引起皮肤刺激与迟发型超敏反应,无全身毒性,新型涂层组大鼠和光滑组大鼠体重分别为(423.3±11.2)g和(429±10.07)g(P＞0.05),实验组与对照组溶血率分别为3.51％±1.04％和2.90％±0.65％(P＞0.05).结论:该研究制备的钛表面仿生形貌涂层,可兼顾临床应用中对涂层强度与生物安全性的双重要求.

目的:在纯钛表面制备不同厚度纳米氧化镁薄膜,对体外抗菌效果进行评价.方法:通过控制磁控溅射的时长,制备100 nm、200 nm以及300 nm三种不同厚度的纳米氧化镁薄膜.采用菌落计数,细菌形态观察方法,探究纯钛表面的不同厚度纳米氧化镁薄膜对牙龈卟咻单胞菌生长的影响.同时,通过CCK-8方法检测纳米氧化镁薄膜对MC3T3-El细胞的细胞毒性.结果:纳米氧化镁薄膜具备较好抑菌性能,随薄膜厚度增加其抗菌效果逐渐增加.MC3T3-El细胞在不同厚度纳米氧化镁薄膜组和空白组样本表面的存活率无差异,表明纳米氧化镁薄膜无细胞毒性.结论:纳米氧化镁薄膜能有效抑制牙龈卟啉单胞菌的生长,抵制生物膜的形成,为预防种植体周围炎提供新的思路.

传统钛种植体缺乏生物活性,不能完全满足临床要求.锶离子对钛种植体表面改性可以增强其骨结合能力,减少种植体周围炎的发生.本文就锶离子改性钛种植体表面的生物性能进行综述.目前研究表明,锶离子可以通过水热处理、电化学沉积、磷酸盐化学转化、火焰喷涂、超分子自组装、磁控溅射、激光沉积和碱腐蚀等方法添加到种植体表面.锶离子改性的钛种植体表面能促进成骨、增强早期骨结合、抑制细菌生长、减少术后感染;当锶离子与其他元素如银、锌、镓、钙等掺杂时,具有更好的骨结合和抗菌效果.但关于锶离子改性钛种植体表面的研究大多为动物实验和体外实验,观察时间与种植体实际使用寿命相比较短,所得结论可能与实际临床应用有所差别,长期效果有待研究;此外,各种改性方法之间的成骨效果也需要进一步比较.未来的研究可以关注以下几点:①寻找高效的,可以广泛临床应用的改性方法;②研究如何控制种植体附近的锶离子浓度,在发挥其生物学功能的同时,减少毒副作用;③进行长期随访的临床实验以观察其成骨及抗菌效果.