納米抑菌與抗菌內(nèi)植物的研發(fā).pdf

1、骨科內(nèi)植物在推動骨科發(fā)展的同時，也增加了內(nèi)植物感染的風(fēng)險，內(nèi)置物感染是骨科手術(shù)后災(zāi)難性的并發(fā)癥，不但給國家和個人造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也對骨科醫(yī)生提出了巨大挑戰(zhàn)。
　　 由于內(nèi)置物感染發(fā)生在生物材料與周圍組織的界面，而且細(xì)菌貼附是感染的始動因素，因此在內(nèi)置物表面進(jìn)行抗茵或抑菌修飾成為新的治療和預(yù)防策略。從理論上講，內(nèi)置物表面修飾后，局部形成抗菌或抑菌的微環(huán)境，可以減少細(xì)菌的貼附，提高自身免疫力和抗菌素殺滅細(xì)菌的能力，
　　

2、 目的：
　　 為了降低內(nèi)植物感染的發(fā)生，首先解決細(xì)菌在內(nèi)植物表面種植、貼附這一始動環(huán)節(jié)。通過分析不同親疏水表面對細(xì)菌貼附影響的作用機(jī)理，提出了降低內(nèi)植物表面親水程度，形成超疏水表面的設(shè)計方案，并驗證其抑菌效果。同時，在鈦金屬表面構(gòu)建載體層，負(fù)載有效抗菌素，觀察其抗菌效果。
　　 材料和方法：
　　 1.通過電化學(xué)陽極氧化法在鈦金屬表面構(gòu)建TiO2納米管陣列薄膜
　　 2.通過X射線能譜(EDS)、X射線

3、衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和接觸角(CA)儀分析TiO2納米管陣列薄膜的表面構(gòu)成、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌以及表面浸潤性
　　 3.通過自組裝的方法，在TiO2納米管陣列薄膜的基礎(chǔ)上修飾低表面能物質(zhì)，構(gòu)建了鈦金屬超疏水表面
　　 4.通過接觸角分析自組裝后鈦金屬表面的超疏水性
　　 5.通過體外抑菌試驗，比較了不同表面對細(xì)菌貼附的影響，觀察超疏水表面的抑菌效果
　　 6.通過藥物的吸附和釋放實驗，觀察T

4、iO2納米管陣列薄膜的吸附性能
　　 7.體內(nèi)和體外抗菌試驗，觀察載藥TiO2納米管陣列薄膜的抗菌效能
　　 結(jié)果：
　　 表面形貌：在含氟溶液中，通過控制反應(yīng)電壓、反應(yīng)時間等參數(shù)，可以在含鈦金屬的表面制備出形態(tài)規(guī)則，均勻一致管狀結(jié)構(gòu)，形成叢林狀納米管陣列。
　　 結(jié)構(gòu)表征：納米管陣列僅由鈦元素和氧元素構(gòu)成，不合任何其它元素。通過熱處理可以改變TiO2納米管的晶型，加熱到450℃后，由無定型轉(zhuǎn)變成銳鈦礦型

5、。鈦金屬表面氧化成納米管陣列后，其表面親水性增加，接觸角由原來的80.4°±1.5°下降到48.6°±1.0°，和20.2°±2.7°。
　　 超疏水表面抑菌效果：在TiO2納米管陣列表面修飾低表面能物質(zhì)PETS，其接觸角可以達(dá)到156°±1.0°。體外抑菌試驗證明：相對于親水和普通疏水表面，其抑菌程度可以降低50％-90％，能夠有效降低細(xì)菌貼附。
　　 TiO2納米管載藥和釋放：TiO2納米管有強(qiáng)大的吸附能力，可以將萬

6、古霉素和妥布霉素吸附到管內(nèi).但是從釋放角度考察，抗菌素釋放較少，釋放的時間不規(guī)律，需要進(jìn)一步探索研究。
　　 載藥TiO2納米管抗菌實驗：體外實驗證明，載藥TiO2納米管可以減少細(xì)菌貼附，相對于為載藥組減少貼附程度達(dá)到50％。動物實驗證明，在適當(dāng)濃度，載藥TiO2納米管可以改善骨感染和骨髓炎臨床癥狀。核素骨掃描：股骨下端感興趣區(qū)，載藥側(cè)放射性計數(shù)明顯低于對照側(cè)。Micro CT:明確觀察到對照側(cè)，皮質(zhì)骨破壞和骨膜反應(yīng)，而載藥側(cè)不