一项近期发表在 Frontiers in Mechanical Engineering 的研究表明（DOI：10.3389/fmech.2024.1360743），采用氧化铝喷砂 + 铂（Pt）溅射涂层对聚醚醚酮（PEEK）植入体表面进行改性后，显著提升了植入体的稳定性能并抑制细菌黏附，为高性能医用植入材料表面工程提供了新思路。
🔬 研究背景：PEEK材料在植入体中的挑战
PEEK是一种在脊柱、颅骨乃至牙科领域广泛应用的高性能聚合物材料，因其卓越的机械性能、生物稳定性和X线透过性而受到青睐。然而，PEEK 表面本身具有生物惰性及疏水性，难以与宿主骨组织形成良好的骨结合（osseointegration），且容易发生细菌黏附，从而导致植入体松动或感染的风险增加。传统对策如喷砂可以提高表面粗糙度从而提升细胞附着，但往往也可能同时增加细菌附着，对植入物的生物相容性构成新的风险。
🧪 研究方法：砂喷 + Pt 溅射涂层
研究团队设计了四种样品：
未处理的 PEEK
仅砂喷处理
仅铂（Pt）溅射涂层
砂喷 + Pt 溅射处理
其中，Pt 溅射涂层由溅射镀膜设备施加（论文中使用了 LUXOR Platinum Coater 进行铂镀层制备）。
实验从三个核心方面评估样品性能：
🔹 表面粗糙度与摩擦性能
🔹 细胞活力（生物相容性）
🔹 细菌黏附程度（以金黄色葡萄球菌为测试模型）
📌 在镀层附着力测试中，对PEEK样品表面做划痕并剥离胶带后观察损伤情况：（A）未喷砂处理的样品与（B）喷砂处理过的样品。SEM图像表明，无论是否喷砂处理，铂涂层在划痕周围均未出现明显剥离或脱落现象，表明镀层附着性能良好。
📊 主要发现
1️⃣ Pt 铂涂层有效降低细菌附着
相比单纯砂喷组，砂喷 + 铂涂层组样品的细菌黏附数量显著降低了 67%，显示出更优异的抗菌性能。此结果说明铂涂层不仅能够改善植入体的稳定性，还具有意义深远的抗菌优势，这对于减少术后感染风险极为重要。
2️⃣ 表面粗糙度与稳定性改善
砂喷处理显著提高了PEEK表面的粗糙度，从而增强了摩擦系数，有利于机械互锁及植入稳定性。当结合Pt溅射涂层时，在不牺牲这种稳定性能的前提下同时抑制了细菌黏附，这正是该组合策略的最大亮点。
3️⃣ 生物相容性不受损
Pt涂层处理组与对照组在干细胞（UCMSC）活力测试中没有显著差异，说明铂涂层不会影响细胞生长，具有良好的生物相容性。
📌 对比显示了在两种处理条件下涂层样品的铂（Pt）含量分布：（A）经过喷砂处理的样品与（B）未喷砂处理的样品之间的 Pt 含量情况。通过 EDS 能量色散分析，可以看出 Pt 在样品表面的均匀分布情况，为镀层一致性评价提供依据。
🧠 技术意义与行业价值
这项研究提供了一个强有力的证据：
➡ 在医用植入体表面工程中，铂溅射涂层技术不仅能改善机械性能，还能显著增强抗菌性；
➡ 与传统喷砂或单纯涂层处理相比，喷砂 + Pt溅射组合是一种更加平衡且高效的表面处理方法。
💡 LUXOR Pt溅射镀膜仪优势及其应用
正如论文中使用的实验设备 LUXOR Platinum Coater 所示，该现代溅射镀膜仪的代表设备具有以下优势：
✔ 全自动、高可控性纳米级 Pt 镀层制备（厚度 1–100 nm 可调）
✔ 通过倒置结构设计和先进的 A² 技术实现超精细镀膜，并具有极高均匀性和可重复性
✔ 有效提升材料表面在显微成像、生物工程等领域的性能表现
这一技术不仅在生物材料工程中表现优异，在SEM样品制备、表面功能涂层、纳米/微结构分析等多个科研方向同样具有广泛应用价值。
🧩 从科研成果到实验室实践
这篇论文不仅验证了 Pt 溅射涂层在医学材料表面改性中的科研价值，同时也表明了科研中用于制备高质量薄膜的关键设备在材料改性与功能增强中的核心作用。
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撰写：J.Su
编辑：J.Su
