等离子体处理联合聚多巴胺-氯己定涂层三重改性PEEK表面的生物相容性与抗菌性能研究

本研究针对聚醚醚酮(PEEK)材料在牙科应用中存在的生物惰性和抗菌性能不足问题，通过冷等离子体处理结合聚多巴胺(PDA)涂层和氯己定(CHX)功能化的三重改性策略，显著提升了PEEK表面的亲水性(接触角从83.6°降至24.2°)、细胞相容性(HGFs增殖提高)和抗菌性能(15天缓释CHX，抑制S. mutans生物膜形成)，为牙科种植体表面改性提供了创新解决方案。

　　

在牙科种植领域，钛合金长期占据主导地位，但其金属色泽、过敏风险及种植体周围炎等问题促使人们寻找替代材料。聚醚醚酮(PEEK)以其类牙色外观、优异机械性能和化学稳定性成为新宠，但天生疏水性和生物惰性却阻碍了其与软组织的整合。更棘手的是，口腔作为复杂微生物环境，种植体表面易形成致病生物膜，导致感染风险。如何让PEEK"既亲细胞又抗菌"，成为突破临床瓶颈的关键科学问题。

北京口腔医院的研究团队在《Dental Materials》发表的研究中，创新性地将冷等离子体活化、仿生聚多巴胺(PDA)涂层和抗菌剂氯己定(CHX)三者结合，打造出具有"双功能"的P-PDA-CHX改性表面。通过15天的系统验证，该表面不仅使人牙龈成纤维细胞(HGFs)铺展面积增加2.3倍，还能持续释放CHX抑制致病菌，一举攻克了PEEK在口腔环境中"细胞不爱、细菌偏爱"的难题。

研究采用四大关键技术：冷等离子体表面活化处理、仿生PDA涂层自聚合、CHX共价偶联的化学改性，以及结合扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)的多尺度表面表征。生物学评价采用原代HGFs细胞模型，抗菌测试以口腔致病菌S. mutans为主、E. coli为辅，通过菌落计数和激光共聚焦系统量化抗菌效果。

【表面形貌】SEM显示等离子体处理产生纳米级沟槽结构，PDA涂层形成均匀颗粒层，CHX加载后表面粗糙度达0.38±0.029 μm，显著高于对照组(p<0.05)。XPS证实成功引入含氮官能团，CHX负载量达4.7 μg/cm²。

【生物学性能】改性表面使HGFs粘附率提升3.2倍，细胞伪足伸展更充分。活死染色显示存活率>95%，CCK-8检测表明培养7天后增殖活性较对照组提高178%。

【抗菌特性】CHX缓释曲线显示前72小时突释23%，后续12天持续释放。对S. mutans的抑菌圈直径达8.4±0.6 mm，生物膜活菌数降低3个数量级，E. coli试验证实广谱抗菌性。

该研究突破性地解决了PEEK表面"功能单一化"的局限：等离子体处理产生的-OH/-COOH基团为PDA锚定提供位点；PDA的邻苯二酚结构既促进细胞粘附，又通过希夫碱反应固定CHX；CHX的正电荷与细菌膜相互作用实现接触杀菌。这种"物理活化-化学偶联-生物功能"的三步策略，使PEEK表面从"被动惰性"转变为"主动响应"，尤其适用于需要长期抗菌的个性化基台等牙科部件。

讨论部分特别指出，相比传统单一改性方法，三重协同作用实现了1+1+1>3的效果：等离子体处理提升的粗糙度增加了PDA沉积面积，PDA的粘附特性克服了CHX易流失的缺点，而CHX的缓释又弥补了PDA抗菌谱窄的不足。这种模块化设计思路，为其他医用高分子材料的表面功能化提供了普适性参考。