钛表面铜离子注入对细菌和细胞行为的影响

李昆强^1,2，乔玉琴¹，刘宣勇^1,2

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室2. 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心

摘 要：医用钛及其合金被广泛用作骨组织替换材料,但缺乏抗菌性,易导致细菌感染。铜具有良好的抗菌性能,将其引入到钛表面,可改善医用钛的抗菌性能;然而铜含量过高对细胞具有毒性。因此,需要调节铜的含量,实现铜的抗菌性能和细胞相容性之间的平衡。本研究采用等离子体浸没离子注入技术对医用钛进行表面改性,获得表面含铜量不同的样品,并研究改性钛表面对细菌和细胞行为的影响。结果表明,钛表面含铜量较低的样品能够促进大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的增殖,但对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌没有抑制能力;随着离子注入时间的延长,钛表面含铜量较高的样品抗菌能力显著提高,同时也未产生明显细胞毒性。因此,通过控制钛表面的铜含量,可以获得兼具良好抗菌性能和生物相容性的钛植入材料。

关键词：离子注入;生物相容性;铜;抗菌;