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Mussel-inspired ultrathin film on oxidized Ti-6Al-4V surface for enhanced BMSC activities and antibacterial capability

机译：在氧化的Ti-6Al-4V表面上贻贝启发的超薄膜，增强了BMSC的活性和抗菌能力

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To improve the biocompatibility and antibacterial capability of thermally oxidized Ti-6Al-4V, an ultrathin alginate/chitosan film that contains nano-silver was constructed through mussel-inspired poly(dopamine). The hybrid structure was successfully fabricated on the Ti-6Al-4V surface without deterioration of the rough surface induced by thermal oxidation (TO). The hybrid surface was characterized by the use of contact angle goniometry (CAG), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectrometry (XPS), and energy dispersive spectrometry (EDS). Bone marrow stem cell (BMSC) viability, morphology and proliferation tests showed a significant increase due to the biomimetic chitosan/alginate film on Ti-6Al-4V. Furthermore, nano-silver particles incorporated into the chitosan/alginate film inhibited the growth of Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) without jeopardizing the improved BMSC viability, morphology and proliferation. More importantly, the expression of alkaline phosphatase (ALP) was significantly up-regulated after BMSCs were cultured on the Ti-6Al-4V-based hybrid structure. Overall, this study presents a promising strategy to improve biocompatibility and antibacterial capability of thermally oxidized Ti-6Al-4V alloy.
机译：为了提高热氧化的Ti-6Al-4V的生物相容性和抗菌能力，通过贻贝启发的聚多巴胺构建了包含纳米银的超薄藻酸盐/壳聚糖膜。在Ti-6Al-4V表面成功制造了混合结构，而不会因热氧化（TO）引起的粗糙表面变质。通过使用接触角测角法（CAG），原子力显微镜（AFM），扫描电子显微镜（SEM），X射线光电子能谱（XPS）和能量色散能谱（EDS）来表征混合表面。由于在Ti-6Al-4V上具有仿生的壳聚糖/藻酸盐膜，骨髓干细胞（BMSC）的生存能力，形态和增殖测试显示出显着增加。此外，掺入壳聚糖/藻酸盐膜中的纳米银颗粒可抑制大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的生长，而不会危害改善的BMSC活力，形态和增殖。更重要的是，在基于Ti-6Al-4V的杂化结构上培养BMSC后，碱性磷酸酶（ALP）的表达明显上调。总体而言，这项研究提出了一种改善热氧化Ti-6Al-4V合金的生物相容性和抗菌能力的有前途的策略。

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