在人口逐漸老齡化的社會(huì)中，人們對(duì)具有優(yōu)異的材料-生物組織界面穩(wěn)定性的醫(yī)療假體植入設(shè)備的需求不斷增長。這些植入裝置需要在生物環(huán)境中服役并保持其穩(wěn)定性。由于腐蝕和磨損等原因，未鍍膜的金屬植入裝置在長期使用中通常表現(xiàn)出較差的生物相容性，而當(dāng)前通用的生物相容性涂層則很容易磨損且耐熱性低，因此穩(wěn)定性較差。立方氮化硼(cBN)具有閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)，是硬度僅次于金剛石的材料。與金剛石相比，cBN的主要優(yōu)點(diǎn)是其高化學(xué)惰性，即使在高溫條件下也具有高抗氧化性。在過去的30年中，由于cBN的超高硬度和大帶隙能，其在機(jī)械和電子領(lǐng)域受到了很多的關(guān)注。然而，要想形成cBN膜將不可避免地承受高能離子沖擊，因此很難形成高質(zhì)量的cBN氣相沉積膜。因此，目前尚未有研究嘗試將cBN應(yīng)用于生物涂層，導(dǎo)致其在生物學(xué)領(lǐng)域上的潛力一直被忽略了。

日本九州大學(xué)Jason H. C. Yang和Kungen Teii等人通過使用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法制備了高質(zhì)量的、具有較高體外生物相容性的cBN膜。當(dāng)在氫和氮等離子體中化學(xué)處理cBN膜時(shí)，無論是否受到低能離子的影響，由于去除了末端cBN表面的氟原子，使其表面自由能的極性部分顯著增加，導(dǎo)致cBN膜變得超親水。在該超親水cBN膜上，研究者確認(rèn)了成骨細(xì)胞的成功增殖和分化，并且通過生物礦化形成了礦物質(zhì)沉積，其結(jié)果與對(duì)照樣品納米晶金剛石膜相當(dāng)。該研究表明，cBN在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中作為無細(xì)胞毒性的超硬涂層材料具有很高的潛力。該研究以題為"BiocompatibleCubic Boron Nitride: A Noncytotoxic Ultrahard Material"的論文發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。 (騰訊新報(bào))