骨科內(nèi)植物表面超疏水修飾、載納米銀及其相關(guān)抗菌性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，骨科手術(shù)中越來越多地應(yīng)用內(nèi)植物。內(nèi)植物植入人體后，一旦發(fā)生細(xì)菌感染，將可能導(dǎo)致內(nèi)植物感染。而內(nèi)植物感染是骨科手術(shù)后災(zāi)難性的并發(fā)癥，不僅會(huì)給患者造成巨大的身心痛苦和經(jīng)濟(jì)損失，也對(duì)骨科醫(yī)生提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，如何保證內(nèi)植物材料生物性能的同時(shí)還具備抑菌性或抗菌性成為骨科醫(yī)生急需解決的一個(gè)重要課題。
　　內(nèi)植物植入體內(nèi)后，瞬間被人體的體液包裹，體液中的纖連蛋白也分布于內(nèi)植物表面，而纖連蛋白是細(xì)菌種植和粘附的主要

2、生物學(xué)因素，由于細(xì)菌粘附是內(nèi)植物感染的始動(dòng)因素，因此對(duì)內(nèi)植物表面進(jìn)行抗纖連蛋白粘附修飾成為新的治療和預(yù)防策略。內(nèi)植物表面進(jìn)行超疏水修飾后，可以減少纖連蛋白對(duì)內(nèi)植物的粘附，即減少了細(xì)菌的種植和粘附，提高了內(nèi)植物的抑菌能力。此外，運(yùn)用電化學(xué)方法在內(nèi)植物表面裝載納米銀，利用銀的殺菌效應(yīng)可使內(nèi)植物具備一定的抗菌能力。目的：
　　為了預(yù)防內(nèi)植物感染的發(fā)生，必須打破細(xì)菌在內(nèi)植物表面粘附的始動(dòng)環(huán)節(jié)。通過改變內(nèi)植物表面潤濕性，對(duì)不同親疏水表面對(duì)纖

3、連蛋白和細(xì)菌粘附影響作用機(jī)理進(jìn)行分析，并驗(yàn)證其抑菌效果。此外，在內(nèi)植物表面構(gòu)筑OCP(磷酸八鈣)/Ag/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證其抗菌效果。
　　材料和方法：
　　1.應(yīng)用電化學(xué)陽極氧化法在鈦金屬表面構(gòu)建TiO2納米管陣列薄膜
　　2.應(yīng)用自組裝法，將低表面能物質(zhì)修飾在TiO2納米管陣列薄膜基礎(chǔ)上，在內(nèi)植物表面構(gòu)建超疏水涂層
　　3.應(yīng)用接觸角分析儀分析自組裝后內(nèi)植物超疏水涂層的潤濕性
　　4.通過體外抗纖

4、連蛋白粘附和體外模擬內(nèi)植物植入抑菌試驗(yàn)，比較不同表面對(duì)纖連蛋白和細(xì)菌粘附的影響，觀察內(nèi)植物超疏水表面的抗纖連蛋白粘附和抑菌效果
　　5.通過兩步電化學(xué)法在TiO2納米管陣列膜層表面構(gòu)筑OCP/Ag/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)
　　6.通過體外抗菌性試驗(yàn)和動(dòng)物體內(nèi)植入試驗(yàn)等評(píng)價(jià)OCP/Ag/TiO2復(fù)合涂層的抗菌性和生物活性
　　結(jié)果：
　　表面征貌：在氫氟酸溶液中，通過控制反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)電壓等參數(shù)，可在鈦金屬表面制備出一層

5、形態(tài)相對(duì)規(guī)則、大體均勻一致管狀結(jié)構(gòu)，這層管狀結(jié)構(gòu)可形成叢林狀納米管陣列薄膜。
　　超疏水表面抑菌效果：經(jīng)低表面能物質(zhì)PETS修飾的TiO2納米管陣列表面，其接觸角可達(dá)到156°±1.0°。體外抗纖連蛋白粘附和體外模擬內(nèi)植物植入抑菌試驗(yàn)證明：相對(duì)于親水和普通疏水表面，超疏水涂層能夠明顯降低纖連蛋白和細(xì)菌的粘附。
　　OCP/Ag/TiO2復(fù)合涂層抗菌實(shí)驗(yàn)：體外實(shí)驗(yàn)證明，OCP/Ag/TiO2復(fù)合涂層可以明顯減少細(xì)菌粘附，相對(duì)于

6、空白對(duì)照組可減少50％。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，載有一定尺寸納米銀的OCP/Ag/TiO2復(fù)合涂層可以明顯改善骨感染和骨髓炎臨床癥狀。病理結(jié)果：OCP/Ag/TiO2復(fù)合涂層側(cè)的骨髓感染程度、皮質(zhì)骨破壞和骨膜反應(yīng)程度明顯低于對(duì)照側(cè)。
　　結(jié)論：
　　1.在鈦金屬表面可通過電化學(xué)陽極氧化法構(gòu)建TiO2納米管陣列薄膜。
　　2.通過自組裝法可在TiO2納米管陣列表面構(gòu)成超疏水涂層，且該涂層能大大降低纖連蛋白和細(xì)菌的粘附。