Study of the Mechanical and Antibacterial Properties of Surface Modified Steel for Medical Applications

Various types of metal implants, both in Poland and worldwide, are mainly manufactured from stainless steel due to their biocompatibility, strength, and relatively low price. However, any such procedure involves the risk of peri-implant infection, stimulated, among other things, by the formation of a bacterial biofilm on the surface of the implant. In this paper, several methods of modifying the surface of steel for medical applications were proposed, such as mechanical polishing, electropolishing, sandblasting, and the application of a thin surface layer. This was followed by a series of physicochemical and biological tests. The results indicate that the titanium nitride coating improved corrosion resistance and reduced bacterial adhesion on the surface. No significant improvement in abrasion was observed, and the adhesion of the coating closely depended on the method of preparation.

Implanty metalowe, zarówno w Polsce, jak i na świecie, produkowane są głównie ze stali nierdzewnej ze względu na jej biokompatybilność, wytrzymałość i stosunkowo niską cenę. Jednak każdy tego rodzaju zabieg wiąże się z ryzykiem powstania zakażenia okołowszczepowego, stymulowanego m.in. powstawaniem biofilmu bakteryjnego na powierzchni implantu. W pracy zaproponowano kilka metod modyfikacji powierzchni stali do zastosowań medycznych, takich jak polerowanie mechaniczne, elektropolerowanie, piaskowanie oraz nałożenie cienkiej warstwy powierzchniowej. Następnie przeprowadzono szereg badań fizykochemicznych i biologicznych. Wyniki wskazują, że powłoka azotku tytanu poprawiła odporność na korozję oraz ograniczyła adhezję bakterii na powierzchni. Nie zaobserwowano znaczącej poprawy ścieralności, a adhezja powłoki ściśle zależała od metody jej przygotowania.