Evaluation of electrochemical properties of antibacterial ZnO layers deposited to 316LVM steel using atomic layer deposition

The presence of a biofilm can lead to the disappearance of the surrounding bone tissue and, as a result, disturb the osseointegration process. Unfortunately, both in the case of instability of the implant and long‐term bacterial infections, there is often a need for reoperation as well as replacement of the implant, which in turn is associated with huge costs, but most of all discomfort for the patient associated with long‐term hospitalization. In order to limit this unfavorable process, the physicochemical properties of the surface layer of implants are indicated. Therefore, the paper proposes applying a layer with antibacterial effect on the surface of 316LVM steel used in bone surgery. As part of the work, the ZnO layer was applied using the atomic layer deposition method with different parameters of the application process (different number of cycles at constant temperature). In the first stage, pitting corrosion resistance tests were carried out using the potentiodynamic method and studies using electrochemical impedance spectroscopy. The surface morphology tests using a scanning electron microscope were also complemented. Obtained results may form the basis for the development of more detailed criteria for the assessment of the final quality of medical devices used in the skeletal system. Translation Das Vorhandensein eines Biofilms kann zum Abbau des umgebenden Knochengewebes führen und infolgedessen den Osseointegrationsprozess stören. Leider ist sowohl bei einer Instabilität des Implantats als auch bei langfristigen bakteriellen Infektionen häufig eine erneute Operation sowie ein Austausch des Implantats erforderlich, was wiederum mit enormen Kosten verbunden ist, vor allem aber dem Patienten Unannehmlichkeiten im Zusammenhang mit einem langfristigen Krankenhausaufenthalt bereitet. Um diesen ungünstigen Prozess einzuschränken, werden die physikalisch‐chemischen Eigenschaften der Oberflächenschicht von Implantaten angegeben. Daher wird vorgeschlagen, eine Schicht mit antibakterieller Wirkung auf die Oberfläche von 316LVM‐Stahl aufzubringen, der in der Knochenchirurgie verwendet wird. Im Rahmen der Arbeit wurde die ZnO‐Schicht im Atomlagenabscheidungsverfahren mit unterschiedlichen Parametern des Applikationsprozesses (unterschiedliche Zyklenanzahl bei konstanter Temperatur) aufgebracht. In der ersten Etappe wurden Tests zur Lochfraßkorrosionsbeständigkeit unter Verwendung der potenziodynamischen Methode und Untersuchungen unter Verwendung der elekt