磁控溅射制备SiO2/Ag多层抗菌涂层在可拆卸植入物中的应用突破

【编辑推荐】本研究通过磁控溅射（MS）技术成功制备10/15双层SiO2/Ag复合涂层，兼具低表面粗糙度（<200 nm）与显著抗菌性（针对P. aeruginosa/S. aureus）。创新性提出通过多层结构调控Ag+释放，在保持细胞相容性同时抑制骨组织过度生长，为可拆卸骨科植入物提供新型解决方案。

　　

亮点

• 成功制备具有精确架构的10/15双层SiO₂/Ag多层涂层，实现化学组成与结晶相的精准调控。

• 多层系统粗糙度随层数增加从138 nm降至128 nm，与M. Rahsepar等研究结论一致。

• 涂层展现优异机械性能（硬度/模量比提升）与持续抗菌活性，Ag⁺释放量符合生物安全阈值。

讨论

通过显微技术证实，10/15双层SiO₂/Ag薄膜呈现稳定多层结构。10双层系统显示均匀性，而15双层系统因银含量增加出现阴影效应和孔隙率上升。X射线衍射（XRD）与元素分析明确检测到Ag的存在。

表面性能方面，所有涂层均呈现亲水性（接触角<90°），且表面能变化与Ag掺入量直接相关。纳米压痕测试显示15双层系统的硬度（H）达3.5 GPa，弹性模量（E*）为85 GPa，显著优于单层SiO₂（H=2.1 GPa）。

结论

• 多层设计有效控制Ag⁺释放动力学，48小时内释放量<0.5 ppm，满足ISO 10993-5细胞毒性标准。

• 对铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抑菌率分别达92%和89%。

• 体外细胞实验显示成骨细胞存活率>95%，证实涂层兼具生物安全性与功能特性。