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在外科置换手术后,细菌感染引发的炎症是临床上亟待解决的问题。不锈钢是最常用的植入人体材料,对不锈钢进行表面抗菌处理使其自身带有杀菌消炎功能是解决术后细菌感染的一步重要的策略。TiN和Ag分别具有优良的力学性能和抗菌特性,两者复合对不锈钢表面功能化性抗菌处理具有重要意义。本文利用磁控溅射系统,在不锈钢表面沉积TiN/Ag纳米复合膜,通过调控薄膜Ag的含量和退火温度使其满足抗菌、耐磨等特性。利用X射线电子能谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、扫描探针显微镜、X射线光电子能谱表征薄膜组织结构和价态;利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机、划痕仪、电化学工作站、视频润湿角测试仪表征薄膜性能;通过对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率、抑菌圈、抗粘附性和Ag离子溶出情况分析评价薄膜抗菌性能。最后通过MTT细胞毒性试验来测试薄膜生物相容性。结果表明:(1)通过磁控溅射成功沉积出Ag含量分别为0at%、1.21at%、3.30at%、6.87at%的TiN/Ag纳米复合膜。随着Ag含量的增加,薄膜晶粒细化,粗糙度明显降低,TiN(111)晶面择优取向增强;XPS表明Ti的价态符合TiN,薄膜主要以TiN和Ag单质的形式存在;薄膜硬度、模量和弹性变形能力在Ag含量1.21at%时显著增加,最大分别达到26.2GPa、394.0GPa,之后又逐渐降低;薄膜的摩擦系数随着Ag含量的增加逐渐降低,最低达到0.326;磨损率和润湿性先升高后下降,但整体远比不锈钢基体要小的多;膜基结合力,在Ag含量1.21at%时急剧下降,又显著提升;薄膜耐蚀性,在Ag含量1.21at%时先明显增加后有所降低;薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能和抑菌圈都明显增大,当Ag含量为6.87at%时,薄膜对这两种细菌都能达到100%的抗菌功效;薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗粘附性大大提高,当Ag含量达到3.30at%时,薄膜对这两类细菌的抗粘附行为达到了100%;随着Ag含量的增加薄膜Ag离子溶出量不断增加;30天浸泡后,只有Ag含量为6.87at%的薄膜达到100%抗菌,其余的薄膜都失去了抗菌功效;薄膜72h内细胞毒性级别为0~1,但当薄膜Ag含量达到6.87at%,随着细胞培养时间的延长,其细胞增值率有所下降,仍然无任何细胞毒;细胞形态与阴性照组基本相同,但是当Ag含量达到6.87at%时,对应的细胞数量相比阴性对照组要少一些,并且也没有大量出现正在分裂的子细胞。(2)对Ag含量为6.87at%的TiN/Ag纳米复合膜依次进行真空退火处理300℃、400℃、500℃、600℃。随着退火温度不断增加,表面析出Ag颗粒平均尺寸明显增大,表面粗糙度显著增加;TiN(111)晶面择优取向弱化;薄膜的硬度、模量和塑性变形能力先增加又降低;薄膜的摩擦系数均有小幅度的降低,但磨损率下降明显;薄膜的润湿性逐渐降低;薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均有所增加,但是相同退火温度下薄膜对大肠杆菌的抗菌速率明显强于对金黄色葡萄球菌的抗菌速率;随着退火温度增加,薄膜Ag离子溶出量逐渐增加。