CN115487353A - 抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层及其制法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层及其制法和应用，属于生物材料技术领域。该方法采用反应磁控溅射沉积方法，选择以钽作为溅射靶材、CF4和O2作为活性气体，在基体材料表面沉积抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层。该抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层具有良好抗菌性及生物相容性，不具有细胞毒性，能够促进细胞增殖，具有良好的诱导前成骨细胞成骨分化的作用。该抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层能有效解决骨修复材料在临床应用时易感染细菌及植入材料与人体相容性差等问题，在临床骨修复中具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，特别适用于医用金属材料表面改性领域，具体为一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层及其制法和应用。
背景技术
传统医用金属植入材料(如不锈钢、钛及其合金、钴合金)具有良好的生物相容性、力学性能及耐腐蚀性能，已被广泛应用于硬组织修复与替代领域，特别是牙科和骨科修复领域。然而，由于传统金属材料属于生物惰性材料，植入后容易引发细菌感染，从而诱发植入体炎症和早期松动等一系列并发症，最终导致植入失败。由于金属植入体内后，其周围组织细胞的功能活性与材料表面的理化特性密切相关。因此，对金属材料进行表面改性使其兼具抗感染和促成骨快速愈合两大特性，能够有效促进界面处骨整合，提高植入成功率，对改善患者生活质量具有重要意义。
目前，针对医用金属表面抗菌及促成骨研究主要集中于利用金属型离子如Ag+，Cu2 +，Zn2+对材料表面进行修饰以达到兼具抗感染和促成骨活性的目的，然而金属型离子的体内长期生物毒性尚不明确，植入后可能引发生物安全性问题。氟作为一种人体微量元素，已经证实兼具抗菌和促成骨功能，且氟化物已广泛应用于临床以预防龋齿。然而，据报道，高达20ppm(约等于1毫摩尔)氟离子才能够显著抑制细菌生长和繁殖，达到抗菌效果。但是，微摩尔水平的氟离子即可刺激成骨细胞的增殖和分化，毫摩尔水平的氟离子却易通过诱导氧化应激导致骨髓间充质干细胞凋亡。由此可见，单纯通过往金属材料表面添加氟离子难以同时兼具其抗菌和促成骨活性，此外，氟离子的溶出也一定程度带来对材料产生腐蚀的问题。
因此，现有技术不足在于：目前还没有兼具抗细菌感染和优异促进成骨细胞活性的医用植入材料表面改性处理方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层及其制法和应用，提供的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层具有优异的抗菌性能、生物活性和耐腐蚀性，并且通过涂层设置，使得金属材料兼具抗菌性和促成骨活性，并且能够很好的控制氟离子的含量和控制溶出。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，包括Ta-F化合物和Ta-O化合物；其中，按质量比，Ta-F化合物：Ta-O化合物＝(0.2-1.5)：1。
所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的厚度为10-2000nm。
所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层为纳米级凸起结构。
所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抗菌率大于97％。
本发明所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，包括以下步骤：
对金属材料基体打磨抛光至镜面，去除油污，得到处理后的金属材料基体；
采用反应磁控溅射沉积方法，同时通入四氟化碳和氧气与钽靶材发生反应，形成Ta-F化合物与Ta-O化合物，并沉积在处理后的金属材料基体表面，获得抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层。
其中，所述金属材料基体的材质为钛、钛合金、不锈钢、钴合金、镁合金或锌合金中的一种。
本发明所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，所述钽靶材为质量纯度≥99.95％的纯钽；四氟化碳为质量纯度≥99.99％的高纯四氟化碳气体；氧气为质量纯度≥99.99％的高纯氧气。
本发明所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，反应磁控溅射沉积前，对反应磁控溅射沉积装置进行抽真空，真空度≤1×10-2Pa，以5-50sccm流量向反应磁控溅射沉积装置通入氩气，通过真空泵调节，在整个反应磁控溅射沉积过程，使得真空度维持在5-100Pa；
本发明所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，反应磁控溅射沉积过程中，采用的射频电源功率为100-500W，电离电压为400-1500V，温度稳定在300-700℃。
通入四氟化碳和氧气前，进行氩离子清洗，清洗时间为10-60min。
本发明所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层制备方法，调整四氟化碳的流量为0.5-10sccm，氧气流量：四氟化碳气体流量＝(0.1-10)：1。根据Ta-F化合物和Ta-O化合物的质量比，通过质量流量计调节各种气体的流量。
所述的沉积优选为20-60min。
本发明的一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的应用，用于对金属骨植入物表面进行改性，用于作为临床骨修复中。
通过本发明的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，金属表面抗菌促成骨处理是通过反应磁控溅射沉积处理的方法在金属表面形成一层具有抗菌促成骨活性的掺氟氧化钽涂层，当通过该方法改性过的金属材料表面与菌液或者其他体液接触时就会溶出氟离子，氟离子具有强烈的杀菌作用；当细菌与这些氟离子接触时，就会被杀死，从而达到金属材料抗菌的效果；而表面含有的氧化钽不仅具有良好的抗菌效果，同时提高成骨结合的效率。
本发明的有益效果：
在本发明中，首创提供了一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，掺氟氧化钽涂层的抗菌促成骨性能与掺氟氧化钽涂层制备方法有很大关系，一方面源于对金属材料基体处理，一方面源于基体处理后各元素的掺杂量，先通过对基体机械打磨抛光至镜面，然后通过反应磁控溅射沉积使基体表面含掺氟氧化钽量最大，最终获得具有抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料，具有良好抗菌性及生物相容性，不具有细胞毒性，能够促进细胞增殖，具有良好的诱导前成骨细胞成骨分化的作用。该涂层能有效解决骨修复材料在临床应用时易感染细菌及植入材料与人体相容性差等问题，在临床骨修复中具有广泛应用前景。而其他的制备方法均无法取得同时兼备抗菌和促成骨的效果。
本发明制得的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料能同时兼备抗菌和促成骨性能，解决了具备抗菌效果而没有生物相容性，具有生物相容性而抗菌效果不好的问题，在临床骨修复中具有广泛应用前景。
附图说明
图1本发明实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的XPS检测结果图。
图2本发明实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的扫描电镜图。
图3本发明实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层样品抗金黄色葡萄球菌的实验结果图；(a)为纯钛，(b)为掺氟氧化钽涂层处理的纯钛。
图4本发明对比例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的扫描电镜图。
图5本发明对比例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层样品抗金黄色葡萄球菌的实验结果图；(a)为纯钛，(b)为掺氟氧化钽涂层处理的纯钛。
图6本发明制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的不同实施例样品上种植MC3T3细胞第一天、第三天CCK-8的测试结果图，其中，A：纯钛样品；B：对比例1制备的样品；C：实施例1制备的样品。
图7本发明制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的不同实施例样品上种植MC3T3细胞7天后碱性磷酸酶的结果图，其中，A：纯钛样品；B：对比例1制备的样品；C：实施例1制备的样品。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步具体说明。
以下实施例涉及了一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：使用砂纸对金属材料打磨抛光至镜面，用无水乙醇清洗去除氧化膜和油污，使金属材料表面光滑干净。
(2)真空准备
将金属材料放置在可控气氛溅射反应室内，真空泵对溅射反应室抽真空，至真空度≤1×10-2Pa。
(3)氩离子清洗
以5-50sccm流量向可控气氛溅射反应室通入氩气，通过真空泵调节，使真空度维持在5-100Pa。
开启射频放电和直流放电，同时调节真空泵使可控气氛溅射反应室内真空度稳定在5-100Pa，射频电源功率稳定在100-500W、电离电压稳定在400-1500V，温度稳定在300-700℃，即为氩离子清洗起点，清洗10-60min。
(4)掺氟氧化钽处理
清洗完成后，向可控气氛溅射反应室内通入氧气和四氟化碳气体。通过真空泵调节，使溅射反应室内真空度维持在5-100Pa；四氟化碳气体流量为0.5-10sccm；氧气流量：四氟化碳气体流量＝0.1-10。调节射频放电功率和电离电压，使射频功率维持在100-500W；电离电压维持在400-1500V；温度稳定在300-700℃；待条件稳定后，用电流轰击钽靶材使钽以纳米粒子的形式沉积在金属材料表面，即得抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层。
实施例1
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括的成分为Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为50-200nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用反应磁控溅射沉积装置，制备包括以下步骤：
步骤1，表面预处理：
采用机械打磨抛光至镜面，去除金属材料的油污和氧化层，使金属材料表面平滑干净，得到处理后的金属材料基体。
步骤2，真空准备
将处理后的金属材料基体放置在反应磁控溅射沉积装置中的可控气氛溅射反应室内，调节真空泵，对可控气氛溅射反应室抽真空，至真空度≤1×10-2Pa。
步骤3，氩离子清洗
通过质量流量计控制氩气瓶，以20sccm流量向可控气氛溅射反应室里通入氩气，调节真空泵，使溅射反应室里真空度稳定在20Pa。
开启射频放电和直流放电，同时调节真空泵使可控气氛溅射反应室内真空度稳定在20Pa，射频电源功率稳定在150W，电离电压稳定在700V，温度稳定在600℃，即为氩离子清洗起点，清洗30min。
步骤4，掺氟氧化钽处理
清洗完成后，通过质量流量计控制高纯氧气气瓶和高纯四氟化碳气体气瓶，同时向溅射反应室里通入氧气和四氟化碳气体，进行掺氟氧化钽沉积处理60min，在金属材料表面形成抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层；在整个过程中，通过真空泵调节，使可控气氛溅射反应室内真空度维持在20Pa。其中，四氟化碳气体流量为3sccm，氧气流量：四氟化碳气体流量＝5.7。
为评估该金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的成分，采用XPS对金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层进行元素分析，如图1所示是实施例1中所制备的金属材料形成的表面抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的XPS图，从图中可以看出己成功溅射上Ta元素，并以Ta2O5和TaF5化合物形式存在。
为评估该金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的微观形貌，采用扫描电镜对金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层进行分析，如图2所示是实施例1制备的金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的扫描电镜图，从图中可以看出表面有纳米级凸起，涂层厚度为50-200nm。
为评估该该金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的抗菌性能，将获得的金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层进行抗菌实验评价：
(1)配置细菌液浓度为1×106CFU/mL，并将本实施例抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料，放置75％酒精中，浸泡40min杀菌；
(2)将浸泡于75％酒精中的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料分别置于24孔板中；
(3)在浸泡75％酒精中的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料表面分别加入100微升金黄色葡萄球菌菌液，于37℃的培养箱中培养24h；
(4)24h后，将表面培养细菌的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料取出，置于50ml离心管中，并加入2ml灭菌PBS，超声振荡，将细菌洗脱；
(5)取100微升上述含菌PBS，进行稀释，稀释至浓度为1×106CFU/mL；
(6)取上述浓度为1×106CFU/mL菌液50微升，进行涂布平板，培养24h，计数。
本实施例制备的金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的抗金黄色葡萄球菌的实验结果，如图3所示，本实施例制备的金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的菌落数显著低于纯钛对照组(纯钛对照组的抗菌实验评价方式同本实施例方法，区别在于将本实施例的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料替换为纯钛材料)，几乎看不到菌落，对金黄色葡萄球菌抗菌率达97％以上。
为了评估细胞的成骨情况，分别进行细胞的增殖情况检测(CCK-8试剂盒表征)，以及碱性磷酸酶检测，碱性磷酸酶是早中期向成骨细胞分化的重要标志，两者从不同角度共同阐述细胞的成骨情况。
CCK-8检测细胞的增殖情况
为评估该金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层对细胞的毒性以及细胞的增殖能力，将获得的金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层进行细胞增殖与毒性(CCK-8)评价通过CCK-8试剂盒表征细胞的增殖情况。其实验过程如下：
(1)将抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料与小鼠前成骨细胞MC3T3共同培养三天后，吸弃完全培养基；
(2)每孔加入浓度为10％的CCK-8溶液与细胞相互作用，于37℃孵育2h；
(3)孵育完毕后，从每孔转移出100μL溶液至96孔板；
(4)通过酶标仪检测溶液的吸光度，检测波长为450nm。
本实施例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其吸光度如图6中C所示，图中显示，接种于抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料小鼠前成骨细胞MC3T3的细胞活性较强。结果表明，本金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层具有良好的生物相容性，不具有细胞毒性，具有优异的细胞增殖能力。
为评估该金属材料表面形成的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层对前成骨细胞的诱导成骨分化能力，将获得的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层进行碱性磷酸酶检测，通过碱性磷酸酶试剂盒表征细胞的增殖情况的碱性磷酸酶含量升高是前成骨细胞向骨细胞早期分化的重要标志，其实验过程如下：
(1)配置显色底物溶液和标准品工作液：按照碱性磷酸酶试剂盒说明书上方法；
(2)收集金属材料表面的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层上的细胞，吸弃材料中完全培养基，加300微升胰酶消化，离心，弃上清液；
(3)加入100微升细胞裂解液，反复冻融，混匀离心，取上清液，备用；
(4)96孔板分别设置空白对照组，标准孔组和样品孔组。标准品用量分别是4、8、16、24、、32和40微升；
(5)放入摇床，37℃孵育30min；
(6)每孔加入100微升终止液终止反应；
(7)通过酶标仪检测溶液的吸光度，检测波长为405nm，计算碱性磷酸酶含量。
本实施例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的碱性磷酸酶含量如图7中C所示，图中显示，接种于抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料小鼠前成骨细胞MC3T3分泌的碱性磷酸酶含量高于对照组。
本实施例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层具有良好的生物相容性，不具有细胞毒性，不影响细胞增殖，具有良好的诱导前成骨细胞成骨分化的作用。说明本实施例1的促成骨能力优异。
结果表明，本实施例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层具有良好的抗金黄色葡萄球菌生长功能，具有良好的生物相容性，不具有细胞毒性，不影响细胞增殖，具有良好的诱导前成骨细胞成骨分化的作用。
实施例2
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为100-500nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中，同时向溅射反应室里通入氧气和四氟化碳气体，其中，四氟化碳气体流量为6sccm，氧气流量：四氟化碳气体流量＝3。其他部分与实施例1完全相同。
实施例3
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为50-300nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中电离电压为1000V。其他部分与实施例1完全相同。
实施例4
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为20-200nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中射频电源功率为300W。其他部分与实施例1完全相同。
实施例5
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为10-300nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中温度为700℃。其他部分与实施例1完全相同。
实施例6
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为100-450nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中真空度维持为30Pa。其他部分与实施例1完全相同。
实施例7
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为100-600nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例2，制备方法与实施例2不同之处为步骤4中真空度维持为10Pa。其他部分与实施例2完全相同。
实施例8
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为30-70nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例2，制备方法与实施例2不同之处为步骤4中氧气流量：四氟化碳气体流量＝2。其他部分与实施例2完全相同。
实施例9
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为30-100nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例2，制备方法与实施例2不同之处为步骤4中掺氟氧化钽沉积处理时间为20min。其他部分与实施例2完全相同。
实施例10
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物，所述涂层具有纳米级凸起，涂层厚度为100-200nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例2，制备方法与实施例2不同之处为步骤4中电离电压为300V。其他部分与实施例2完全相同。
对比例1
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，所述涂层包括Ta-F化合物，所述涂层具有纳米级棒状结构，涂层厚度为10-100nm。
上述抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，采用装置同实施例1，制备方法与实施例1不同之处为步骤4中同时向反应室里通入氩气和四氟化碳气体，其中，氩气流量为17sccm，四氟化碳气体流量为3sccm。其他部分与实施例1完全相同
本对比例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的扫描电镜图，如图4所示，从图中可以看出表面有纳米级棒状结构，厚度为10-100nm。
本对比例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的抗菌性能，如图5所示，对金黄色葡萄球菌抗菌率达95％以上。
本对比例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的细胞增殖情况，如图6中B所示，接种于抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的金属材料小鼠前成骨细胞MC3T3吸光度低于实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层上的吸光度。
并且和纯钛样品(图6中A)相比，实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层上的吸光度也比纯钛样品的吸光度高。
本对比例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的细胞成骨情况，如图7中B所示，本对比例制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层分泌的碱性磷酸酶含量低于实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层上的碱性磷酸酶含量。同时，纯钛样品(图7中的A)分泌的碱性磷酸酶含量低于实施例1制备的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层上的碱性磷酸酶含量。
对比例2
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，同对比例1，不同之处在于：步骤1中金属材料仅用800#砂纸简单打磨未抛光至镜面，其他部分与对比例1完全相同。
则抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层与金属材料结合不紧密，易发生脱落。
对比例3
一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，同实施例1，不同之处在于：步骤4中
同时通入氩气和四氟化碳，氩气流量为10sccm，四氟化碳气体流量为0.2sccm，氧气流量：四氟化碳气体流量＝0，获得的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层抗菌效果不明显且不具有促成骨效果。
Claims (10)
1.一种抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其特征在于，抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层包括Ta-F化合物和Ta-O化合物。
2.根据权利要求1所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其特征在于，按质量比，Ta-F化合物：Ta-O化合物＝(0.2-1.5)：1。
3.根据权利要求1所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其特征在于，所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的厚度为10-2000nm。
4.根据权利要求1所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其特征在于，所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层为纳米级凸起结构。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层，其特征在于，所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抗菌率大于97％。
6.权利要求1-4任意一项所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对金属材料基体打磨抛光至镜面，去除油污，得到处理后的金属材料基体；
采用反应磁控溅射沉积方法，同时通入四氟化碳和氧气与钽靶材发生反应，形成Ta-F化合物与Ta-O化合物，并沉积在处理后的金属材料基体表面，获得抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层。
7.根据权利要求6所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，其特征在于，所述金属材料基体的材质为钛、钛合金、不锈钢、钴合金、镁合金或锌合金中的一种；
和/或，所述钽靶材为质量纯度≥99.95％的纯钽；四氟化碳为质量纯度≥99.99％的高纯四氟化碳气体；氧气为质量纯度≥99.99％的高纯氧气。
8.根据权利要求6所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，其特征在于，反应磁控溅射沉积前，对反应磁控溅射沉积装置进行抽真空，真空度≤1×10-2Pa，以5-50sccm流量向反应磁控溅射沉积装置通入氩气，通过真空泵调节，在整个反应磁控溅射沉积过程，使得真空度维持在5-100Pa；
和/或，反应磁控溅射沉积过程中，采用的射频电源功率为100-500W，电离电压为400-1500V，温度稳定在300-700℃；
和/或，通入四氟化碳和氧气前，进行氩离子清洗，清洗时间为10-60min。
9.根据权利要求6所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的制备方法，其特征在于，调整四氟化碳的流量为0.5-10sccm，氧气流量：四氟化碳气体流量＝(0.1-10)：1；根据Ta-F化合物和Ta-O化合物的质量比，通过质量流量计调节各种气体的流量；
和/或，所述的沉积优选为20-60min。
10.权利要求1-4任意一项所述的抗菌促成骨掺氟氧化钽涂层的应用，用于对金属骨植入物表面进行改性，用于作为临床骨修复中。
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