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从毒性到生物相容性：钽基涂层对钛合金植入物的改良研究
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生物医学植入物的成功很大程度上取决于其表面的物理化学性质，这些特性决定了植入物与体内环境的相互作用。钛基材料，尤其是Ti-6Al-4V合金，因其出色的耐腐蚀性、机械强度和生物相容性而广泛应用于牙科和骨科领域。然而，该合金中的V和Al元素存在毒性问题，限制了其长期应用。此外，细菌粘附和生物膜形成也可能导致植入失败。 为了改善钛合金植入物的表面性能，研究者探索了多种表面改性方法。钽作为一种具有良好生物相容性的新兴材料，引起了广泛关注。尽管金属钽的成本较高且机械强度相对较低，但其出色的生物相容性使其成为提高钛种植体表面相容性的理想选择。因此，平板涂层技术被用于将钽应用于钛种植体表面，以期提高其生物相容性和抗菌性能。 目前，已有多种钽基涂层被引入临床应用，如Ta与Ti合金化、Ta-N、Ta浸渍羟基磷灰石等。这些涂层通过各种机制发挥关键作用，如产生氧化应激并导致抗菌药物的蛋白质损伤，进入细菌细胞膜并干扰其代谢酶活性，最终导致细胞死亡。此外，一些研究还探讨了带正电荷的两亲性结构纳米工程抗菌多肽对修复多重耐药细菌形成的生物膜的重要意义。 在研究中，我们合成了一种用于裁剪钛合金表面的新型钽基金属表面活性剂，并通过溶胶-凝胶技术将其沉积在Ti-6Al-4V表面。我们假设用Ta-金属表面活性剂（Ta-MS）裁剪Ti-6Al-4V表面可以提高Ti-6Al-4V植入体表面的整体质量。本研究对Ta-MS涂层底物的耐生物腐蚀性、生物活性、抗菌活性、成纤维细胞粘附性进行了评价。除了这些特性外，还通过检测其表面吸附BSA的趋势，研究了Ta-MS涂层抵抗蛋白质污染的能力。 报告研究了Ta基金属表面活性剂（TaC）涂层在Ti-6Al-4V合金表面的生物相容性。TaC涂层提高了合金的表面粗糙度和亲水性，同时限制了牛血清白蛋白(BSA)的吸附。腐蚀测试表明，TaC涂层显著提升了Ti-6Al-4V的耐腐蚀性，而BSA则对耐腐蚀性有负面影响。电化学阻抗谱显示TaC涂层具有绝缘和电容特性。此外，TaC涂层增强了Ti-6Al-4V的生物活性，并表现出良好的抗菌性能，对成纤维细胞无毒性。这些结果表明，TaC涂层是一种易于制造、多功能的生物相容性材料，适用于生物医学应用。 |
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