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Peiyan Chen
Author with expertise in Bacterial Biofilms and Quorum Sensing Mechanisms
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Reinforcing titanium surface modification through the integration of piezoelectric effect and structural design to mitigate early bacterial infection

Cong Wu et al.Aug 1, 2024
To address the risk of bacterial infection during the early implantation of medical titanium implants, this study designed a strontium barium titanate rod-like silver coating with piezoelectric effect. The antibacterial properties of nano-silver, the spiky structure of the rod-like array, and the piezoelectric effect were utilized to achieve rapid and continuous bactericidal effects in the early stages. The surface morphology and microstructure of the coating were analyzed, along with an examination of its phase composition and silver element distribution. Furthermore, investigations into the impact of silver loading on wetting angle and piezoelectric coefficient were conducted, as well as tests on the cumulative release of silver ions. Bacterial experiments confirmed that even after 7 days immersed in PBS, the antibacterial rate for barium strontium titanate rod-like silver coated titanium surfaces with piezoelectric effect remained at 99.99 %, slightly higher than unpolarized coatings. Finally, assessments on toxicity, proliferation, and adhesion of osteoblasts revealed excellent performance from polarized coatings. These results provide data support and a theoretical basis for studying the antibacterial effects of piezoelectricity in conjunction with other antibacterial strategies.