含铜CoCrMo钴基合金的抗菌特性研究-西北有色金属研究院.PDF

第44 卷 第10 期 稀有金属材料与工程 Vol.44, No. 10 2015 年 10 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING October 2015 含铜CoCrMo 钴基合金的抗菌特性研究 1,2 2 2 2 1 2 王 帅 , 杨 柯 , 任 玲 , 南 黎 , 沈明钢 , 杨春光 (1. 辽宁科技大学，辽宁 鞍山 114051) (2. 中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016 ) 摘 要：利用铜离子的抑菌功能，研究了含铜 CoCrMo 钴基合金的抗菌特性。结果表明，含铜 CoCrMo 合金具有良好 的广谱抗菌性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率均在95.7% 以上。通过对不同浓度的大肠杆菌的抗菌性能研究 表明，含铜 CoCrMo 合金对 1×106 cfu/mL 以下浓度的大肠杆菌均表现出良好的抗菌性能，随着细菌浓度的升高，抗菌 性能迅速下降。对细菌生物膜的观察结果表明，含铜 CoCrMo 合金可以有效地抑制细菌生物膜的形成，减少表面细菌 粘附的数量。电化学试验结果表明，含铜CoCrMo 合金与大肠杆菌作用后，Cu 离子溶出加快，表现出合金的自腐蚀电 位和点蚀电位有所降低。 关键词：CoCrMo 合金；铜离子；抗菌；细菌生物膜 + 中图法分类号：TG 135 .5 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2015) 10-2496-05 医用钴基合金由于具有良好的力学性能、耐腐蚀 将其引入到现有医用钴基植入材料中，这一创新思想 性能和生物相容性等特点，可广泛应用于制造各种人 目前在国内外还未见有相关报道。本实验对含铜 工关节、人工骨及骨科内外固定件、齿科修复中的义 CoCrMo 合金的抗菌性能进行初步研究，为其今后的 齿、心血管支架等医学临床领域中使用的各类外科植 临床应用提供研究依据。 [1-3] 入用医疗器械 。然而，人工材料植入人体内很容易 1 实 验 并发感染。据美国国家卫生研究院（NIH) 的初步统计， 80% 的细菌性疾病与形成细菌生物膜有关。尽管目前 采用 100 g 真空电弧炉冶炼含铜CoCrMo 合金， 研制出多种抗菌药物来阻止或抑制细菌生物膜的形 对照CoCrMo 合金由中国科学院金属研究所提供。含 成，但抗菌药物并不能从根本上解决生物医用材料引 铜钴基合金的化学成分分析结果如下（质量分数, %, 发的感染问题。随着细菌的耐药性不断增强，迫使不 下同）：Cr 28.62 ，Mo 6.00 ，Cu 2.29 ，余量为Co ；钴 断研发新型有效的抗菌类药物，并且黏附在医疗器械 基合金对照样品的化学成分为：Cr 27.07 ，Mo 5.79 ， 表面的细菌生物膜具有极强的耐药性和免疫逃避性， 余量为 Co 。冶炼后的合金铸块经线切割后得到Φ10 比抗药性细菌更加难以对付。因此研发新型的生物医 mm ×1.5 mm 的试样，经1000 ℃保温1 h 的热处理后， 用材料，使其自身具有抑菌或抑制细菌生物膜功能，