第十四届全国表面工程大会

44 / 2022-09-01 15:33:39

对Mg2+和Ag+共注入ZrO2薄膜的生物性能研究

离子注入,ZrO2薄膜,长效抗菌

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摘要：Ti-6Al-4V是一种最常用的医用植入物金属材料，但其存在耐磨性较差、抗菌性欠佳、析出有毒离子等缺点。因此，在钛合金表面涂覆薄膜并注入离子来提升材料性能是一种非常有效的方法。

试验：采用磁控溅射设备制备ZrO₂涂层，再注入Mg²⁺、Ag⁺,制备具有阻止有毒离子析出且长期抗菌优点的ZrO₂薄膜。众所周知，镁（Mg）是人体骨骼构成的必需成分，在人体内有相似的作用，有研究表明Mg²⁺的注入均有利于成骨细胞的分化。本文采用等离子体浸没离子注入(PIII)技术将Mg²⁺或Ag⁺分别注入ZrO₂薄膜表面，对比研究何种离子注入后有更佳的抗菌性及生物性能。通过一些表征方法（如：XPS、SEM、AFM等）分析了不同样品的表面性质，证实镁、银和锆以金属和氧化态存在于表面，经过沉积和注入后样品表面形貌变粗糙，更加有利于细胞在表面的攀附。选用 L929 细胞及MC3T3-E1细胞分析其在样品表面的细胞增殖和粘附情况。选用大肠杆菌进行涂布平板法探究其在样品表面的存活情况，

结论：结果表明离子注入后的样品的抗菌性有明显的改善，这是因为在两种离子的协同作用下，更有利于杀死膜层表面的细菌。综上所述，对Mg²⁺、Ag⁺共注入ZrO₂薄膜的抗菌性及生物性能更加优异，在生物医学中具有很大的应用前景。