Enhancing osseointegration and mitigating bacterial biofilms on medical-grade titanium with chitosan-conjugated liquid-infused coatings

生物膜 骨整合 壳聚糖 生物相容性 涂层 材料科学 X射线光电子能谱 粘附 生物医学工程 植入 化学工程 纳米技术 复合材料 细菌 医学 外科 冶金 工程类 生物 遗传学
作者
Martin Villegas,Yuxi Zhang,Maryam Badv,Claudia Alonso-Cantu,David Wilson,Zeinab Hosseinidoust,Tohid F. Didar
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1) 被引量:22
标识
DOI:10.1038/s41598-022-09378-4
摘要

Abstract Titanium alloys, in particular, medical-grade Ti-6Al-4 V, are heavily used in orthopaedic applications due to their high moduli, strength, and biocompatibility. Implant infection can result in biofilm formation and failure of prosthesis. The formation of a biofilm on implants protects bacteria from antibiotics and the immune response, resulting in the propagation of the infection and ultimately resulting in device failure. Recently, slippery liquid-infused surfaces (LIS) have been investigated for their stable liquid interface, which provides excellent repellent properties to suppress biofilm formation. One of the current limitations of LIS coatings lies in the indistinctive repellency of bone cells in orthopaedic applications, resulting in poor tissue integration and bone ingrowth with the implant. Here, we report a chitosan impregnated LIS coating that facilitates cell adhesion while preventing biofilm formation. The fabricated coating displayed high contact angles (108.2 ± 5.2°) and low sliding angles (3.56 ± 4.3°). Elemental analysis obtained using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the availability of fluorine and nitrogen, indicating the presence of fluorosilane and chitosan in the final coating. Furthermore, our results suggest that chitosan-conjugated LIS increased cell adhesion of osteoblast-like SaOS-2 cells and significantly promoted proliferation (a fourfold increase at 7-day incubation) compared to conventional titanium liquid-infused surfaces. Furthermore, the chitosan conjugated LIS significantly reduced biofilm formation of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by up to 50% and 75% when compared to untreated titanium and chitosan-coated titanium, respectively. The engineered coating can be easily modified with other biopolymers or capture molecules to be applied to other biomaterials where tissue integration and biofilm prevention are needed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
华仔应助zhdjj采纳,获得10
1秒前
Aseaxin完成签到 ,获得积分10
1秒前
drsxtang完成签到,获得积分10
1秒前
luo发布了新的文献求助10
1秒前
希望天下0贩的0应助小白采纳,获得10
2秒前
研友_LBaRl8完成签到,获得积分10
2秒前
粱从寒发布了新的文献求助150
3秒前
科研通AI5应助zzx采纳,获得10
3秒前
3秒前
大狗砸发布了新的文献求助10
3秒前
深情安青应助杨欣悦采纳,获得10
3秒前
Banff完成签到,获得积分10
4秒前
eurhfe完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
卡斯蒂亚发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
surfing完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
沫沫发布了新的文献求助10
8秒前
new发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
sxp1031发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
扬渚发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
粱从寒完成签到,获得积分10
12秒前
雪飞杨发布了新的文献求助10
13秒前
CatC发布了新的文献求助10
15秒前
小白发布了新的文献求助10
16秒前
小蘑菇应助紧张的店员采纳,获得10
16秒前
杨欣悦发布了新的文献求助10
17秒前
肖耶啵应助zhengriqian采纳,获得20
18秒前
小白完成签到,获得积分10
22秒前
马李啸完成签到,获得积分10
23秒前
25秒前
25秒前
26秒前
高分求助中
诺和针® 32G 4mm 说明书(2023年2月23日) 1000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
Quantum Computing for Quantum Chemistry 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3899385
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3444079
关于积分的说明 10833065
捐赠科研通 3168915
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1750884
邀请新用户注册赠送积分活动 846335
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 789157