Ultrafast laser technologies for next generation antibacterial copper coatings in biomedical applications

This study investigates femtosecond pulsed laser deposition (fs-PLD) for fabricating thin, nanostructures copper coatings with intrinsic antibacterial properties for biomedical applications. By adjusting the background pressure, coatings with compact and porous structures were produced. Antibacterial tests against Escherichia coli and Staphylococcus aureus demonstrated significant inhibition in both bacterial adhesion and planktonic growth. Additionally, fs-PLD copper coatings were applied to 3D-printed PLA scaffolds, achieving reductions in planktonic growth of over 90% against both Gram-negative and Gram-positive bacteria. These results position fs-PLD copper coatings as a promising approach to prevent implant-related infections and a versatile for future biomedical devices.

Questo studio indaga l’impiego della femtosecond pulsed laser deposition (fs-PLD) per la realizzazione di rivestimenti di rame sottili e nanostrutturati dotati di proprietà antibatteriche intrinseche per applicazioni biomedicali. Modificando la pressione di fondo durante il processo di deposizione, sono stati ottenuti coating con morfologia compatta e porosa. I test antibatterici condotti su Escherichia coli e Staphylococcus aureus hanno evidenziato una significativa inibizione sia dell’adesione batterica sia della crescita planctonica. Inoltre, i rivestimenti di rame depositati tramite fs-PLD sono stati applicati su scaffold in PLA stampati in 3D, raggiungendo riduzioni della crescita planctonica superiori al 90% sia per batteri Gram-negativi sia Gram-positivi. I risultati ottenuti indicano i coating in rame depositati tramite fs-PLD come una strategia promettente per la prevenzione delle infezioni correlate agli impianti e come soluzione versatile per futuri dispositivi biomedicali.