北京科技大学王鲁宁&陈颖芝等:MOF涂层可控改性锌合金的降解行为

科技   2024-11-26 16:37   河北  

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锌及其合金由于具有适中的降解率和生物相容性降解产物,为生物可降解金属提供了一种可拓展的替代品。然而,阻碍其临床应用的挑战之一是锌植入物与腐蚀性介质之间不可控和不稳定的界面反应

近日,北京科技大学王鲁宁教授、陈颖芝副教授、中日友好医院王佰亮教授和李彤博士等人Science China Materials发表研究论文,报道了一种在高强度Zn-0.8Li合金基体上以厚度可调的金属有机框架(MOF纳米晶涂层的简单合成, 以控制腐蚀

本文要点

1) 所得到的致密均匀的MOF纳米晶通过配位键与锌基体形成紧密连接,从而保持其力学性能,同时提供了具有可调控润湿性的高粗糙表面。因此,不同的MOF涂层调节了锌基体与腐蚀性介质之间的界面结构,以控制其降解行为。
2) 由于独特的拓扑形态、超亲水性表面以及动态的Zn2+释放,该MOF纳米晶涂层还具有优异的抗菌活性和生物相容性。
这项研究为MOF功能化金属植入物的实际应用设计提供了宝贵的启示,也引发了MOF在生物材料中的广泛应用。

Figure 1. Schematics of the construction and working mechanism of MOF-coated biodegradable zinc alloy matrix.

Figure 2. (a) WLIM topographies of the as-coated samples. (b) Surface roughness, (c) water contact angle, and (d) adhesion force as a function of coating thickness.

Figure 3. (a) ZOI images of S. aureus and E. coli. (b) Bacterial concentration after co-culture: S. aureus and E. coli. (c) Zn2+ concentrations in LB medium after bacterial culture. Number of bacteria adhering to the sample surface: (d) S. aureus, (e) E. coli.

Figure 4. (a) Live/dead staining of MC3T3-E1 cells cultured respectively in 25%, 50%, and 100% extracts from the modified and unmodified Zn-0.8Li. Viability of MC3T3-E1 cells cultured with different concentrations of extract media prepared by incubation with samples for 72 h: (b) 100%, (c) 50%, and (d) 25%. (e) Concentration of Zn2+ in 100% extract media.

文章信息




Rongsheng Deng, Yu Peng, Qing Meng, Zichun Jiang, Qinglin Fang, Yingzhi Chen, Tong Li, Kuo Men, Bailiang Wang, Luning Wang. Enhancing control over the degradation behavior of zinc alloy via MOF coating. Sci. China Mater. (2024).

https://doi.org/10.1007/s40843-024-3106-1


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信息来源:中国科学材料




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