Abstract With the increase of bioimplants surgery, there is need to develop the new bioactive materials with good antibacterial activity and corrosion resistance of implants made of stainless steel. In the present work, we report the bioactivity of HA/CNT and the hybrid Zn-HA/MWCNT thin films prepared on medical grade 316 L SS substrate by spray pyrolysis technique. The coated films were characterized using X-ray diffraction, FTIR, and FE-SEM. The structural analysis of the film shows change in the lattice parameter and crystallite size after Zn addition into the HA/MWCNT composite. The shifting in the FTIR spectra at the range of 400- 900 cm−1 confirms the successful doping of Zn. SEM micrograph shows the transformation of spherical HA particle to hexagonal rod like particle bundled around the carbon nanotubes beneficial for bioimplant applications. Gram negative bacteria revealed higher zone of inhibition of 16 mm for zinc substituted sample compared with the value of 13 mm recorded for with HA/MWCNT. Potentialdynamic polarisation spectra of the hybrid Zn-HA/MWCNT coated implant revealed a higher Ecorr and Icorr values of −278 mV and 4.2 μA compared to bare HA/MWCNT. The polarisation and antibacterial study confirms that the Zn modified HA/MWCNT coated implant prevents the formation of bio-film, bacterial adhesion and release of metal ions from the implant.

中文翻译：

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通过新型喷雾热解技术涂覆在医用级 316L SS 植入物上的 Zn-HA 装饰的多壁碳纳米管薄膜的耐腐蚀性和抗菌活性增强

摘要 随着生物植入手术的增多，需要开发具有良好抗菌活性和耐腐蚀性的不锈钢植入物的新型生物活性材料。在目前的工作中，我们报告了 HA/CNT 和通过喷雾热解技术在医用级 316 L SS 基材上制备的混合 Zn-HA/MWCNT 薄膜的生物活性。使用 X 射线衍射、FTIR 和 FE-SEM 对涂层薄膜进行表征。薄膜的结构分析表明，在 HA/MWCNT 复合材料中加入 Zn 后，晶格参数和微晶尺寸发生了变化。FTIR 光谱在 400-900 cm-1 范围内的偏移证实了 Zn 的成功掺杂。SEM 显微照片显示球形 HA 颗粒转变为六边形棒状颗粒，围绕碳纳米管捆绑，有利于生物植入应用。与使用 HA/MWCNT 记录的 13 mm 值相比，革兰氏阴性细菌显示锌取代样品的 16 mm 抑制区更高。与裸 HA/MWCNT 相比，混合 Zn-HA/MWCNT 涂层植入物的电位动态极化光谱显示出更高的 Ecorr 和 Icorr 值，分别为 -278 mV 和 4.2 μA。极化和抗菌研究证实，Zn 修饰的 HA/MWCNT 涂层植入物可防止生物膜的形成、细菌粘附和金属离子从植入物中的释放。与裸 HA/MWCNT 相比，混合 Zn-HA/MWCNT 涂层植入物的电位动态极化光谱显示出更高的 Ecorr 和 Icorr 值，分别为 -278 mV 和 4.2 μA。极化和抗菌研究证实，Zn 修饰的 HA/MWCNT 涂层植入物可防止生物膜的形成、细菌粘附和金属离子从植入物中的释放。与裸 HA/MWCNT 相比，混合 Zn-HA/MWCNT 涂层植入物的电位动态极化光谱显示出更高的 Ecorr 和 Icorr 值，分别为 -278 mV 和 4.2 μA。极化和抗菌研究证实，Zn 修饰的 HA/MWCNT 涂层植入物可防止生物膜的形成、细菌粘附和金属离子从植入物中的释放。