骨置入物表面仿生矿化微纳拓扑结构载碘涂层的抗菌与成骨性能研究

摘要：

目的:探讨骨置入物表面仿生矿化微纳拓扑结构载碘涂层的抗菌与成骨性能。方法:首先，在钛合金（Ti6Al4V）片表面通过碱热反应构建钛酸氢钠的纤维网状结构，标记为碱蚀（AT）组；然后，在改良模拟体液中仿生矿化形成高比表面积的微纳拓扑结构，标记为碱蚀后仿生矿化（AT-CaP）组；最后，负载聚乙烯吡咯烷酮碘（PVPI）构建新型抗菌骨整合涂层，标记为碱蚀后仿生矿化载碘（AT-CaP-PVPI）组。每组3次平行实验，在涂层表面观察金黄色葡萄球菌的形貌和数量，检测其体外抗菌性能。取15只SD雄性大鼠，随机分为3组（
n=5）：AT组、AT-CaP组、AT-CaP-PVPI组，在大鼠股骨下端髓腔内注射金黄色葡萄球菌后，分别置入经AT、AT-CaP及AT-CaP-PVPI涂层处理的钛棒。比较3组大鼠术后4周股骨置入物表面的成骨状态、新生骨量体积比及骨小梁数目等。
结果:体外实验结果显示：AT组和AT-CaP组涂层表面细菌保持其固有的椭圆球形或圆球形，细菌处于良好的存活状态；而AT-CaP-PVPI组涂层表面细菌出现膜变形凹陷，有些细菌已经完全破裂、溶解，大量细菌死亡。体内实验结果显示：AT组置入物周围几乎无新生骨形成；AT-CaP组置入物周围散在分布新生骨，但是新生骨分布不连续；AT-CaP-PVPI组置入物周围可见大量新生骨，且新生骨分布均匀，无感染迹象。AT-CaP-PVPI组置入物表面新生骨量体积比和骨小梁数目分别为0.453±0.206和6.055±0.536，均显著高于AT组（0.046±0.028、1.667±1.249）和AT-CaP组（0.188±0.052、3.804±0.889），差异均有统计学意义（
P<0.05）。
结论:置入物表面仿生矿化微纳拓扑结构载碘涂层具有较强的抗菌能力和较好的骨整合活性。

关键词：骨疾病，感染性、置入物、碘、抗菌涂层、骨整合

所属期刊栏目：25

资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目2042022kf1076;湖北省自然科学基金面上项目2020CFB659;湖北省卫生健康委员会面上项目WJ2021M139;Fundamental Research Funds for Central Universities2042022kf1076;Natural Science Foundation of Hubei Province2020CFB659;Research Foundation of Hubei Provincial Health CommissionWJ2021M139

在线出版日期：2023-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：260-266