基于银纳米分散和镓结合的磷酸盐生物活性玻璃溅射薄膜对抗植入细菌感染的新解决方案:初步研究- ScienceDirect( New solutions for combatting implant bacterial infection based on silver nano-dispersed and gallium incorporated phosphate bioactive glass sputtered films: A preliminary study - ScienceDirect )

B.W. Stuart G.E. Stan A.C. Popa M.J. Carrington D.M. Grant

将Ag/GA掺入可吸收骨科磷酸盐生物活性玻璃(PBG，含P、Ca、Mg、Na和Fe）薄膜中，以证明其在术后假体植入中抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生长的潜力。采用双靶连续共溅射制备了46 nm的Ag：PBG复合物，高分辨透射电镜观察到该复合物由均匀分散在玻璃基体中的5 nm金属Ag纳米颗粒组成。将Ga集成到磷酸盐玻璃预制靶上，磁控溅射使膜厚达到400或1400纳米。由于水解的P-O-P结构表面键的存在，所有涂层的表面能达到75.4-77.3mN/m。在去离子水、营养肉汤和细胞培养液中的降解表现出不同的离子释放特征，其中在1400 nm涂层中，用ICP-MS测定的Ga释放量分别为6，27和4 ppm,完全溶解24 h。纳米银在营养肉汤中的溶解度仅为9ppm，24小时。24小时后对菌落形成单位的定量显示，对金黄色葡萄球菌（Ag：PbG下降4-对数，Ga-PbG≈1400nm下降6-对数）和大肠杆菌（所有物理气相沉积层下降5-对数）都有令人鼓舞的抗菌效果。人Hs27成纤维细胞和间充质干细胞体外实验表明，所有溅射层都具有良好的细胞相容性，Ag：PBG复合薄膜的细胞增殖具有边缘惰性。因此，该研究强调了(i)通过双连续靶共溅射将金属纳米颗粒控制地包含到PBG玻璃基质中的重大制造发展和(ii)PBG可再吸收薄膜结构结合和释放细胞相容/抗菌氧化物的潜力。这两种结构都显示了未来新一代骨内种植体涂层的潜在生物功能性能。

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