Enhancing osseointegration and mitigating bacterial biofilms on medical-grade titanium with chitosan-conjugated liquid-infused coatings
Notice bibliographique
Résumé
Titanium alloys, in particular, medical-grade Ti-6Al-4 V, are heavily used in orthopaedic applications due to their high moduli, strength, and biocompatibility. Implant infection can result in biofilm formation and failure of prosthesis. The formation of a biofilm on implants protects bacteria from antibiotics and the immune response, resulting in the propagation of the infection and ultimately resulting in device failure. Recently, slippery liquid-infused surfaces (LIS) have been investigated for their stable liquid interface, which provides excellent repellent properties to suppress biofilm formation. One of the current limitations of LIS coatings lies in the indistinctive repellency of bone cells in orthopaedic applications, resulting in poor tissue integration and bone ingrowth with the implant. Here, we report a chitosan impregnated LIS coating that facilitates cell adhesion while preventing biofilm formation. The fabricated coating displayed high contact angles (108.2 ± 5.2°) and low sliding angles (3.56 ± 4.3°). Elemental analysis obtained using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the availability of fluorine and nitrogen, indicating the presence of fluorosilane and chitosan in the final coating. Furthermore, our results suggest that chitosan-conjugated LIS increased cell adhesion of osteoblast-like SaOS-2 cells and significantly promoted proliferation (a fourfold increase at 7-day incubation) compared to conventional titanium liquid-infused surfaces. Furthermore, the chitosan conjugated LIS significantly reduced biofilm formation of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by up to 50% and 75% when compared to untreated titanium and chitosan-coated titanium, respectively. The engineered coating can be easily modified with other biopolymers or capture molecules to be applied to other biomaterials where tissue integration and biofilm prevention are needed.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».