复合涂层用于人工膝关节置换的抗菌效果及安全性评价

发布时间：2020-08-24 14:29

【摘要】：研究背景和目的膝关节置换是各种膝关节疾病进展到晚期唯一疗效明确的治疗手段,术后患者大多能获得较高的满意度。但随着手术量的迅速增加,假体在体内存在的时间逐渐延长,并发症和不良反应的发生率也逐渐增加,其中感染是最常见、后果最严重的并发症之一。通过改变假体的表面特性,提高假体的抑菌作用,减少植入后感染的发生,已经成为人工关节假体材料研究的重要方向。在假体表面加载抗生素大多能获得较好的抑菌效果,但同时也增加了细菌耐药性的发生率。本研究欲用阳极氧化法和电沉积法制备载纳米银二氧化钛纳米管涂层,通过体内外实验评价其表征、银离子释放速率、生物相容性、抗菌性等,为今后应用于临床人工关节置换提供理论依据和实验基础。方法1.制备载银二氧化钛纳米管涂层,分析不同电压条件下其表面形貌特征、不同浓度中银离子释放速率,以及在体外培养条件下对浮游和附着的金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌抗菌活性的影响。2.体外观察载纳米银二氧化钛纳米管对成骨细胞生物学行为的影响。3.对兔行膝关节置换术后,设计一系列实验观察该涂层的生物学相容性。4.建立膝关节置换感染模型,对关节液进行细菌培养;检测各组关节液中C反应蛋白和炎性细胞因子TNF-α、IL-6、IL-1含量,评价不同浓度载纳米银二氧化钛纳米管的抑菌性能。结果1.二氧化钛纳米管表面较为光滑;20 V恒压下制备的纳米管排列更加有序。2.中低浓度的Ag在一定程度促进成骨细胞增殖,高浓度的则对成骨细胞有明显毒性作用。在同一时间点,载银颗粒二氧化钛纳米管的杀菌效率与银离子浓度呈现明显的剂量依赖关系(p均0.05)。3.载银二氧化钛纳米管无皮肤刺激性及致热源。中低浓度组无明显毒性反应。4.关节液培养均有金葡菌,但载银组菌落密度低,血清中C反应蛋白水平显著降低(p0.05)。感染后第3天、第7天和第14天低、中、高浓度载银二氧化钛纳米管组兔血清的TNF-α、IL-1β、IL-6水平显著低于钛片组和二氧化钛纳米管组(p0.05)。结论载纳米银二氧化钛纳米管具有较好的银离子缓释性能,在体内外均表现出良好的组织相容性和抗菌活性;随着银离子浓度增加对成骨细胞的生物学行为有一定影响,使用中严格控制银离子浓度能在发挥抗菌活性的同时将对成骨细胞的毒性作用降至最低。综上,作为一种新型人工假体抗菌涂层,载纳米银二氧化钛纳米管有良好的应用前景。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R687.4
【图文】：

５邋Ｖ恒压下制备的Ｔｉ０２呈柱状而非纳米管，１０邋Ｖ恒压和２０邋Ｖ恒压下制作出的纳米逡逑管管径分别为２０－３０邋ｎｍ和８０－１００邋ｎｍ，可见随着电压增大纳米管直径逐渐增大；逡逑２０邋Ｖ恒压下制备的纳米管排列更加有序（图２）。逡逑＿＿逡逑曜曍逡逑~忓义贤迹膊煌�电压下制备的Ｔｉ０２ＳＥＭ影像逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋Ｔ�

本文编号：2802579