view in publisher's site

Niobium-oxynitride coatings for biomedical applications: Its antibacterial effects and in-vitro cytotoxicity

Highlights•In vitro biocompatibility and bacterial behavior of the NbOxNy coatings were studied.•NbOxNy coatings showed a higher biocompatibility.•The higher crystalline oxynitride phase showed the higher antibacterial activity.•NbOxNy coatings can be used on biomaterials and medical devices.Abstract316L Stainless Steel (SS) has been widely used in many medical applications, such as orthopedic prostheses and cardiovascular implants due to its good mechanical properties and resistance to corrosion. Despite its superior features, SS has bio-functionality problems. In this study, niobium oxynitride coatings were deposited onto 316L SS substrates to improve their biocompatibility using a reactive radio frequency (RF) magnetron sputtering technique. The nitrogen flow was fixed, and the nitrogen to oxygen flow ratio was set to 2, 5 and 10 to investigate the effect of oxygen concentration on biocompatibility and the antibacterial behavior of the oxynitride films. The microstructure, morphology and wettability properties of the coatings were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and an optical tensiometer. The antibacterial activities of coated and uncoated 316L substrates were tested against S. aureus and E. coli bacterial strains. The cytotoxic effects of NbOxNy-coated and uncoated substrates were evaluated on human fibroblast cells. The results showed that niobium oxynitride coatings were not cytotoxic and exhibited more antibacterial activity in comparison to the uncoated ones.Graphical abstractDownload : Download high-res image (326KB)Download : Download full-size image

پوشش‌های نیوبیم - اکسی نیترید برای کاربردهای پزشکی: اثرات ضد باکتریایی و سمیت سلولی در آزمایشگاه

نقاط برجسته رفتار زیست سازگاری و باکتریایی پوشش‌های NboxNy مورد مطالعه قرار گرفت. پوشش‌های NboxNy زیست سازگاری بالاتری را نشان دادند. فاز اکسی نیترید کریستالی بالاتر، فعالیت ضدباکتریایی بالاتری را نشان داد. پوشش‌های NboxNy می‌توانند بر روی مواد زیستی و مواد شیمیایی استفاده شوند. فولاد ضد زنگ (SS)به دلیل خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی، به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای پزشکی مانند پروتزهای ارتوپدی و ایمپلنت های قلبی عروقی استفاده می‌شود. با وجود ویژگی‌های برتر، SS دارای مشکلات عملکردی زیستی است. در این مطالعه، پوشش‌های اکسی نیترید نیوبیم بر روی زیرلایه های SS ۳۱۶ L با استفاده از تکنیک پراکنش مگنترون فرکانس رادیویی واکنشی (RF)، برای بهبود زیست سازگاری شان رسوب داده شدند. جریان نیتروژن ثابت شد و نسبت جریان نیتروژن به اکسیژن به ۲، ۵ و ۱۰ تنظیم شد تا تاثیر غلظت اکسیژن بر زیست سازگاری و رفتار ضدباکتریایی فیلم‌های اکسی نیترید بررسی شود. ریز ساختار، مورفولوژی و خواص ترشوندگی پوشش‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف‌سنجی الکترونی اشعه ایکس (XPS)و تنسیومتر نوری آنالیز شدند. فعالیت‌های ضدباکتریایی زیرلایه های پوشیده شده و بدون پوشش ۳۱۶ L در برابر S. aureus و E. coli بود. اثرات سیتوتوکسیک سوبستراهای پوشش داده‌شده و بدون پوشش NboxNy بر روی سلول‌های فیبروبلاست انسانی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که پوشش‌های نیوبیم اکسی نیترید سمیت سلولی ندارند و در مقایسه با نمونه‌های بدون پوشش فعالیت ضدباکتریایی بیشتری نشان می‌دهند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Mechanical Engineering
  • ترجمه مقاله Mechanical Engineering
  • مقاله مهندسی مکانیک
  • ترجمه مقاله مهندسی مکانیک
  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
  • مقاله Mechanics of Materials
  • ترجمه مقاله Mechanics of Materials
  • مقاله مکانیک مواد
  • ترجمه مقاله مکانیک مواد
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.