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Immobilization of Zn species in a polypyrrole matrix to prevent corrosion and microbial growth on Ti-6Al-4V alloy for biomedical applications
Progress in Organic Coatings ( IF 6.6 ) Pub Date : 2020-07-01 , DOI: 10.1016/j.porgcoat.2020.105650
A.L. Martinez , L.I. Brugnoni , D.O. Flamini , S.B. Saidman

Abstract Polypyrrole (PPy) films were potentiostatically synthesized from an aqueous solution containing sodium salicylate (NaSa) on Ti-6Al-4 V alloy. In order to develop a coating to prevent corrosion and microbial growth on the alloy, the microstructured polymer matrix was employed for the immobilization of Zn species by means of two different methods. One of them involved the immobilization after the PPy electropolymerization (method 1) and the other one during the electrosynthesis process (method 2). The antimicrobial activity against Candida albicans and Staphylococcus aureus was evaluated. Only the coating obtained by method 2 showed antibacterial activity against S. aureus. To verify the acceptability of the coated samples for dental implant applications, the anticorrosive properties were evaluated by different electrochemical techniques (open circuit potential (OCP), linear sweep voltammetry (LSV), chronoamperometry (CA)) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements). The electrolyte selected to simulate the intraoral condition was artificial saliva (AS) at pH 4 containing 0.20 % NaF. It was found that the electrode coated with unmodified and modified PPy showed a good corrosion protection behavior. The active dissolution process of the alloy was suppressed. Moreover, the coatings reduce the steady state current densities at 0.20 V (vs. saturated calomel electrode (SCE)) and decrease the release of Ti and V ions. No cracks or corrosion products were detected on the films after immersion in AS solution.

中文翻译:

将 Zn 物质固定在聚吡咯基质中以防止生物医学应用中 Ti-6Al-4V 合金的腐蚀和微生物生长

摘要 聚吡咯 (PPy) 薄膜是由含有水杨酸钠 (NaSa) 的水溶液在 Ti-6Al-4 V 合金上恒电位合成的。为了开发涂层以防止合金上的腐蚀和微生物生长,采用微结构聚合物基体通过两种不同的方法固定锌物种。其中一个涉及 PPy 电聚合后的固定(方法 1),另一个涉及电合成过程中的固定(方法 2)。评估了对白色念珠菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。只有通过方法 2 获得的涂层显示出对金黄色葡萄球菌的抗菌活性。为了验证涂层样品在牙种植体应用中的可接受性,通过不同的电化学技术(开路电位(OCP)、线性扫描伏安法(LSV)、计时电流法(CA)和电化学阻抗谱(EIS)测量)评估了防腐性能。为模拟口腔条件而选择的电解质是含有 0.20% NaF 的 pH 值为 4 的人工唾液 (AS)。发现涂有未改性和改性 PPy 的电极表现出良好的腐蚀保护行为。合金的主动溶解过程受到抑制。此外,涂层降低了 0.20 V(相对于饱和甘汞电极 (SCE))的稳态电流密度,并减少了 Ti 和 V 离子的释放。浸入 AS 溶液后,薄膜上没有检测到裂纹或腐蚀产物。计时电流法 (CA)) 和电化学阻抗谱 (EIS) 测量)。为模拟口腔条件而选择的电解质是含有 0.20% NaF 的 pH 值为 4 的人工唾液 (AS)。发现涂有未改性和改性 PPy 的电极表现出良好的腐蚀保护行为。合金的主动溶解过程受到抑制。此外,涂层降低了 0.20 V(相对于饱和甘汞电极 (SCE))的稳态电流密度,并减少了 Ti 和 V 离子的释放。浸入 AS 溶液后,薄膜上没有检测到裂纹或腐蚀产物。计时电流法 (CA)) 和电化学阻抗谱 (EIS) 测量)。为模拟口腔条件而选择的电解质是含有 0.20% NaF 的 pH 值为 4 的人工唾液 (AS)。发现涂有未改性和改性 PPy 的电极表现出良好的腐蚀保护行为。合金的主动溶解过程受到抑制。此外,涂层降低了 0.20 V(相对于饱和甘汞电极 (SCE))的稳态电流密度,并减少了 Ti 和 V 离子的释放。浸入 AS 溶液后,薄膜上没有检测到裂纹或腐蚀产物。发现涂有未改性和改性 PPy 的电极表现出良好的腐蚀保护行为。合金的主动溶解过程受到抑制。此外,涂层降低了 0.20 V(相对于饱和甘汞电极 (SCE))的稳态电流密度,并减少了 Ti 和 V 离子的释放。浸入 AS 溶液后,薄膜上没有检测到裂纹或腐蚀产物。发现涂有未改性和改性 PPy 的电极表现出良好的腐蚀保护行为。合金的主动溶解过程受到抑制。此外,涂层降低了 0.20 V(相对于饱和甘汞电极 (SCE))的稳态电流密度,并减少了 Ti 和 V 离子的释放。浸入 AS 溶液后,薄膜上没有检测到裂纹或腐蚀产物。
更新日期:2020-07-01
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