書籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：防止植入物表面生物膜形成的表面涂層策略

編號：JFKJ-21-383

作者：炬豐科技

網(wǎng)址：http://www.wetsemi.com/index.html

摘要

理想情況下，植入物表面的設(shè)計(jì)應(yīng)能促進(jìn)目標(biāo)組織細(xì)胞的附著；同時(shí)，它們應(yīng)該防止細(xì)菌粘附，這可以通過包含三道防線的修改策略來實(shí)現(xiàn)。作為第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，選擇性粘附可以通過可以用小肽功能化的非粘附涂層實(shí)現(xiàn)，從而支持骨接觸植入物的成骨細(xì)胞粘附，但不支持細(xì)菌粘附。第二道防線由細(xì)菌存活、群體感應(yīng)和生物膜形成定義，文章全部詳情：壹叁叁伍捌零陸肆叁叁叁可以通過各種可以浸出或非浸出的抗菌物質(zhì)來解決。第三道防線的可能性，即破壞已建立的生物膜，才剛剛出現(xiàn)。由于微生物在尋找克服某種防線的方法方面非?！扒擅睢保虼俗钣邢Ｍ慕鉀Q方案可能是所有這些抗菌策略的組合。允許組合這些不同方法的涂層系統(tǒng)很少。然而，基于超薄多功能 NCO-sP(EO-stat-PO) 的層可能代表這種集成方法的有前途的平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：植入涂層，PEO，星形聚合物，細(xì)菌粘附，生物膜形成

介紹

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種植體感染是一個(gè)臨床問題

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由于預(yù)期壽命的整體增加，需要關(guān)節(jié)置換的骨關(guān)節(jié)炎或髖關(guān)節(jié)骨質(zhì)疏松性骨折患者的數(shù)量正在穩(wěn)步增長。在美國，每年進(jìn)行約 300,000 次初次髖關(guān)節(jié)置換術(shù)和約 350,000 次初次膝關(guān)節(jié)置換術(shù) (1, 2)。荷蘭或瑞典等工業(yè)化國家的縱向研究 (3) 表明進(jìn)一步增加的明顯趨勢。更高的預(yù)期壽命和更年輕患者的治療有助于更快地增加翻修關(guān)節(jié)置換。雙重預(yù)防已將髖關(guān)節(jié)感染的風(fēng)險(xiǎn)降低到 1% 以下，膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的感染風(fēng)險(xiǎn)降低到 2% (4, 5)。然而，由于這些外科手術(shù)的數(shù)量很多，以及由種植體感染引起的嚴(yán)重和長期的問題，這種并發(fā)癥具有高度的個(gè)人和社會(huì)經(jīng)濟(jì)相關(guān)性。由于翻修關(guān)節(jié)置換術(shù)與較高的感染風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，因此這種并發(fā)癥的相對負(fù)擔(dān)將進(jìn)一步增加。

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RAD-肽和纖連蛋白 (FN) 的作用 細(xì)菌粘附

為了量化 NCO-sP(EO-stat-PO) 涂層和 RGD 或 FN 功能化表面上的細(xì)菌粘附，我們使用了根據(jù) Shirai 等人 (45) 修改的方法。玻璃基材用 NCO-sP(EO-stat-PO) 包被，并如前所述用 RGD 肽或纖連蛋白進(jìn)行功能化 (46)。將 10 微升 (105 CFU) 過夜培養(yǎng)的大腸桿菌 (108 CFU/mL) 均勻分布在基材表面上，并用未涂覆的玻璃蓋玻片覆蓋。在加濕培養(yǎng)箱中在 37°C 下培養(yǎng) 2 小時(shí)后，使用 5 mL 無菌 PBS（0.01M，pH 7.4）洗滌每個(gè)涂覆的玻璃基材。然后，將清洗過的表面印在瓊脂板上，然后在最佳溫度下孵育過夜。比較了每種基質(zhì)上粘附的活細(xì)菌的數(shù)量。典型結(jié)果如圖 2 所示。

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結(jié)論

策略 減少植入物表面的感染可以針對不同的防線。以前的方法主要通過抗菌素來解決細(xì)菌存活、群體感應(yīng)和生物膜形成問題。