铈元素梯度掺杂羟基磷灰石/碳纳米管纳米复合涂层：提升骨科植入体力学性能与生物功能的新策略

本研究针对骨科植入体涂层在力学强度和生物活性方面的挑战，通过电化学沉积技术开发了铈(Ce)梯度掺杂(0.3–0.8 wt.%)的羟基磷灰石/碳纳米管(HAP/CNT)纳米复合涂层。结果表明HAP-CNT-0.8Ce组表现出最优性能：硬度达354 HV，结合强度52 MPa，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达～67.5%和～45.6%，并展现出显著的生物矿化能力，为新一代骨科植入材料提供了创新解决方案。

　　

通过电化学沉积技术制备的铈(Ce)梯度掺杂(0.3–0.8 wt.%)羟基磷灰石(HAP)/碳纳米管(CNT)纳米复合涂层展现出卓越的综合性能。其中HAP-CNT-0.8Ce组分表现尤为突出：其钙磷原子比(Ca/P)达1.56，表面粗糙度0.66 μm，水接触角40.8°，显微硬度354 HV，结合强度52 MPa。该涂层对革兰氏阴性菌大肠杆菌(E. coli)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S. aureus)的存活率分别降至～67.5%和～45.6%，显示显著抗菌活性。

在模拟体液环境中，涂层通过持续离子释放介导磷灰石成核，促进HAP结晶化并提升生物矿化能力。HAP-CNT-0.8Ce涂层具有20±2.1 nm的纳米级晶粒尺寸和44.45%的结晶度，其精细的晶粒结构显著增强了力学性能和生物功能性。该多功能涂层集力学 robustness、细胞相容性和增强骨整合能力于一体，为生物医学工程领域的下一代骨科植入物和骨再生平台提供了极具应用前景的解决方案。