在大肠杆菌破坏作用上的原子力显微镜-红外光谱映射研究：用于抗菌植入物的双功能表面（银纳米粒子涂层钛基底）

《ACS Applied Materials & Interfaces》：AFM-IR Mapping of Escherichia coli Disruption on Silver Nanoparticle-Coated Titanium: Dual-Function Surfaces for Antibacterial Implants

钛合金表面修饰银纳米颗粒（AgNPs）显著提升抗菌性能而不降低耐腐蚀性。通过MIC测试和电化学表征发现AgNPs对大肠杆菌具有早期抑制效应，AFM-IR光谱揭示细菌形态破坏及生物分子信号衰减，PCA分析验证了时间依赖性光谱差异，证实AgNPs诱导细菌静息和杀灭作用，为植入物抗感染应用提供新策略。

　　

钛（Ti）因其良好的机械性能和生物相容性而被广泛用于生物医学植入物。然而，微生物在钛表面的定植和生物膜的形成仍然是主要的临床挑战。在这项研究中，通过添加银纳米颗粒（AgNPs）对钛表面进行了改性，以提高其抗菌性能，同时不损害其耐腐蚀性。AgNPs通过化学还原法合成，并沉积在抛光的钛基底上。通过最小抑菌浓度（MIC）测定法评估了它们对大肠杆菌（E. coli）的抗菌活性，而电化学测量表明AgNPs涂层略微提高了钛的耐腐蚀性。原子力显微镜-红外（AFM-IR）光谱技术被用来研究细菌细胞在纳米尺度上的结构和生化变化。经过24小时的培养后，裸露钛表面的大肠杆菌表现出蛋白质二级结构的显著变化。相比之下，改性钛表面的细菌形态发生紊乱，生物分子信号减弱，表明在培养的第一小时内细菌生长受到抑制。主成分分析（PCA）证实了细菌反应随时间变化的独特光谱特征。这些发现表明，经过AgNPs改性的钛表面能够诱导细菌细胞损伤，这与抑菌和杀菌效果一致，提示其在预防植入物相关感染方面具有潜在应用价值。