【摘要】 据解释，PBT 的疏水性可归因于在 SEM 下观察到的高纤维多孔结构上截留的气泡。 P

锆铜基金属玻璃薄膜因其抗菌性能和耐磨性的结合而成为生物医学领域有前途的涂层[1-3]。然而，寻找具有理想细胞相容性和抗菌性能的 Zr-Cu 金属玻璃组合物极具挑战性。

 

在这项工作中，我们创建了一种具有 95% 防污性能的细胞相容性和（超）疏水性 Zr-Cu-Ag 金属玻璃涂层。通过用革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌菌株感染样本表面来评估防污性能，通过 FESEM 和荧光活/死染色目视证实，细菌粘附减少了 95%。小角X射线散射证实了涂层非晶结构的形成。进行座滴水接触角测量。结果表明，涂​​覆后水在 PBT 表面的接触角增大，部分样品将 PBT 的疏水表面 (CA=124.5˚±0.3) 转变为超疏水表面 (MG3：静态 CA=150.8 ˚± 0.1，滞后= 3.5 ˚）。

 

在所有制备的涂层中，三个样品的静态水接触角分别为130.8 ˚±0.3、143.6 ˚±0.3和150.8 ˚±0.1，化学成分为Zr93⋅5Cu6⋅2Ag0.2、Zr76⋅7Cu22⋅7Ag0.5 、 和 Zr69⋅3Cu30⋅1Ag0.6 分别被选择来进一步研究其防污性能。使用 LB 和 DMEM 作为液体介质，对选定的样品重复进行坐滴接触角测量。对于这些介质观察到相同的趋势，因为涂覆后 LB 和 DMEM 在 PBT 上的接触角有所增加。

 

据解释，PBT 的疏水性可归因于在 SEM 下观察到的高纤维多孔结构上截留的气泡。 PBT表面溅射后的过度疏水性可能与表面存在金属Zr有关。这一观察结果与其他几份有关锆基金属玻璃接触角测量的报告一致。为了确认样品的超疏水性，还在样品表面进行了动态接触角测量（介质为 1/4 水），并获得了每个样品的滞后作为前进角和后退角之间的差异。结果表明，所有涂层样品的未涂层样品 PBT 的滞后从 15 ˚ 降至 10 ˚ 以下。这实际上表明所有三个样品都具有超疏水表面。对于 MG1、MG2 和 MG3，测量涂层样品获得的滞后值分别为 7.7 ˚、7.2 ˚ 和 3.5 ˚。

 

24 小时和 5 天后，通过 ICP-MS 测量从涂层样品释放到 LB 和 DMEM 溶液中的离子。结果表明，主要是铜被释放到溶液中（50-120 ppb），即使在这种情况下，其浓度也远低于对人类的毒性水平，因此，它们通过了间接细胞相容性测试。这些结果表明，涂​​层的非润湿表面具有抗菌性能，因为样品中的离子释放量极低。

 

标本表面感染了革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌菌株，根据菌落形成计数，95%的接种细菌不粘附在表面，表现出很强的预防性防污性能单位（CFU）。通过 FESEM 图像和荧光活/死染色对结果进行视觉确认，其中仅观察到很少的存活单菌落，从而排除了生物膜的形成。

 

通过将人间充质干细胞 (hMSC) 直接培养到样本表面来进行直接细胞相容性评估。 hMSC 能够沿着涂层纤维粘附和扩散，其代谢活性与培养在未涂层 PBT 上的纤维相当（90%），因此证实了样本的细胞相容性。

 

[1] L.A. Herwaldt, J.J. Cullen, D. Scholz, P. French, M.B. Zimmerman, M.A. Pfaller, R.P. Wenzel, T.M. Perl, A prospective study of outcomes, healthcare Resource utilization, and costs associated with postoperative nosocomial infections, Infect. Control Hosp. Epidemiol. 27 (2006) 1291–1298, https://doi.org/10.1086/509827.

[2] A. Hanczvikkel, A. T  oth, Quantitative study about the role of environmental conditions in the survival capability of multidrug-resistant bacteria, J. Infect. Public Health. 11 (2018) 801–806, https://doi.org/10.1016/j.jiph.2018.05.001.

[3] M. Katsikogianni, Y.F. Missirlis, L. Harris, J. Douglas, Concise review of mechanisms of bacterial adhesion to biomaterials and of techniques used in estimating bacteriamaterial interactions, Eur. Cell. Mater. 8 (2004) 37–57, https://doi.org/10.22203/ eCM.v008a05.

 

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