There is a need for titanium (Ti), an antimicrobial implant coating that provides sustained protection against bacterial infection. Chitosan (CS) coatings, combined with halloysite nanotubes (HNTs), are an attractive solution due to the inherent biocompatibility of halloysite, its ability to provide sustained drug release, and the antimicrobial properties of CS. In this study, the electrodeposition (EPD) method was used to coat titanium foil with CS blended with zinc-coated HNTs (ZnHNTs) and pre-loaded with the antibiotic gentamicin. The CS-ZnHNTs-gentamycin sulfate (GS) coatings were characterized using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), X-ray powder diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and UV-visible spectroscopy. The coatings were further examined for their ability to sustain GS release, resist bacterial colonization and growth, and prevent biofilm formation. The CS-ZnHNTs-GS coatings were cytocompatible, exhibited significant antimicrobial properties, and supported pre-osteoblast cell proliferation. Hydroxyapatite also formed on the coatings after immersion in simulated body fluid. While the focus in this study was on zinc-coated HNTs doped into CS, our design offers tunability, as different metals can be coated onto the HNT surface and different drugs or growth factors loaded into the HNT lumen. Our results, and the potential for customization, suggest that these coatings have potential in the construction of an array of infection-resistant implant coatings.

中文翻译：

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载有庆大霉素的ZnHNTs-壳聚糖在钛上的电泳沉积

需要钛（Ti），其为细菌感染提供持久的保护。壳聚糖（CS）涂层与埃洛石纳米管（HNT）结合使用，是一种有吸引力的解决方案，因为埃洛石具有固有的生物相容性，其提供持续药物释放的能力以及CS的抗菌特性。在这项研究中，电沉积（EPD）方法用于将CS混合在镀锌HNTs（ZnHNTs）上并预载抗生素庆大霉素的CS涂层钛箔上。使用扫描电子显微镜（SEM），能量色散光谱（EDS），X射线粉末衍射（XRD），X射线荧光（XRF），傅里叶变换红外光谱对CS-ZnHNTs-硫酸庆大霉素（GS）涂层进行表征光谱（FTIR）和紫外可见光谱。进一步检查了涂层维持GS释放，抵抗细菌定植和生长以及防止生物膜形成的能力。CS-ZnHNTs-GS涂层具有细胞相容性，表现出显着的抗菌性能，并支持成骨前细胞的增殖。浸入模拟体液后，羟基磷灰石也会在涂层上形成。尽管本研究的重点是掺杂到CS中的锌涂层HNT，但我们的设计具有可调性，因为可以将不同的金属涂覆在HNT表面上，并将不同的药物或生长因子加载到HNT内腔中。我们的结果以及定制的潜力表明，这些涂层在构建一系列抗感染的植入物涂层方面具有潜力。并防止生物膜形成。CS-ZnHNTs-GS涂层具有细胞相容性，表现出显着的抗菌性能，并支持成骨前细胞的增殖。浸入模拟体液后，羟基磷灰石也会在涂层上形成。尽管本研究的重点是掺杂到CS中的锌涂层HNT，但我们的设计具有可调性，因为可以将不同的金属涂覆在HNT表面上，并将不同的药物或生长因子加载到HNT内腔中。我们的结果以及定制的潜力表明，这些涂层在构建一系列抗感染的植入物涂层方面具有潜力。并防止生物膜形成。CS-ZnHNTs-GS涂层具有细胞相容性，表现出显着的抗菌性能，并支持成骨前细胞的增殖。浸入模拟体液后，羟基磷灰石也会在涂层上形成。尽管本研究的重点是掺杂到CS中的锌涂层HNT，但我们的设计具有可调性，因为可以将不同的金属涂覆在HNT表面上，并将不同的药物或生长因子加载到HNT内腔中。我们的结果以及定制的潜力表明，这些涂层在构建一系列抗感染的植入物涂层方面具有潜力。浸入模拟体液后，羟基磷灰石也会在涂层上形成。尽管本研究的重点是掺杂到CS中的锌涂层HNT，但我们的设计具有可调性，因为可以将不同的金属涂覆在HNT表面上，并将不同的药物或生长因子加载到HNT内腔中。我们的结果以及定制的潜力表明，这些涂层在构建一系列抗感染的植入物涂层方面具有潜力。浸入模拟体液后，羟基磷灰石也会在涂层上形成。尽管本研究的重点是掺杂到CS中的锌涂层HNT，但我们的设计具有可调性，因为可以将不同的金属涂覆在HNT表面上，并将不同的药物或生长因子加载到HNT内腔中。我们的结果以及定制的潜力表明，这些涂层在构建一系列抗感染的植入物涂层方面具有潜力。