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磁控溅射纳米银改性聚醚醚酮抗菌性能的实验研究

刘秀菊  
【摘要】:目的:本实验采用低温磁控溅射技术对聚醚醚酮(PEEK)植入材料进行表面纳米银涂层改性。通过体外实验检测纳米银涂层改性PEEK对其细胞毒性及抗菌性能的影响,为PEEK植入材料在临床的广泛应用奠定理论基础。方法:利用低温磁控溅射技术在PEEK的表面制备厚度为3nm、6nm、9nm和12nm纳米银涂层,根据涂层的厚度将试件分为PEEK-3组、PEEK-6组、PEEK-9组、PEEK-12组和PEEK对照组。扫描电镜(SEM)观察各组材料的表面形貌;EDS分析材料表面的元素成分;原子力显微镜(AFM)观察各组材料表面的粗糙度;接触角测定仪测定材料表面的水接触角;将各组试件浸提液与小鼠成纤维细胞(L929)共培养,用CCK-8试剂检测材料的细胞毒性;将各组试件与变形链球菌和金黄色葡萄球菌共培养,检测材料的抗菌性能,SEM观察各组试件表面粘附的细菌数量和形态,评价各组试件的抗细菌粘附能力。结果:SEM和AFM分析显示,试件的表面可见致密均匀分布的银纳米颗粒和纳米银改性层。与PEEK组相比,随着纳米银涂层厚度的增加,试件的表面粗糙度逐渐增大,差异具有统计学意义(P0.05)。涂层元素分析显示,试件的表面除含有C、O等元素外,还含有Ag元素。水接触角结果显示,纳米银涂层改性后,各改性组材料表面的水接触角均增大,差异具有显著地统计学意义(P0.01)。CCK-8细胞毒性实验表明磁控溅射纳米银涂层改性后的PEEK不具有细胞毒性。抗菌性实验结果表明,纳米银涂层改性能显著地提高PEEK试件的抗菌性能和抗细菌粘附能力。结论:采用磁控溅射技术对PEEK进行表面改性,成功制备了致密均匀的纳米银改性层。改性后的PEEK植入材料在不具有细胞毒性的同时其抗菌性能和抗细菌粘附能力得到了较大程度的提高。


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