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新芝超声-通过在钛表面制备不同的理化涂层

[导读]钛金属植入物凭借其较好的组织相容性及生物惰性被广泛运用于当代骨科领域,但单纯的钛植入物难以满足复杂的临床需求,如细菌感染、骨再生速度慢等,故亟需开发具有生物功能的钛植入物。

  随着现代骨科学的发展,内固定植入物的运用愈发的广泛与成熟,从古埃及和古秘鲁人使用木棒等植入物治疗骨缺损,到现在使用生物惰性强、组织相容性好、弹性模量适中的优质金属材料 ,植入物的性能与材质也不断改良及优化,为数以亿计的骨相关疾病患者带来福音 。然而,外科手术完成后骨折断端复位良好或植入物固定在位并不能代表骨折的治愈,随之而来可能出现的并发症包括炎症、感染甚至排异反应 ,其中由细菌引起的骨髓炎往往是临床上面临最棘手的挑战之一 。针对这一问题,许多专家学者着手研究局部抗生素的应用,但这可能会导致耐药性细菌的产生。研究表明铜离子具有优异的抗菌特性,并且不易使致病菌耐药,因此在植入物抗菌领域具有巨大的应用潜力 。目前,在钛表面添加铜离子的方法有磁控溅射法 、微弧氧化法、水热法等,但这些方法分别存在着需要特殊设备、工艺复杂等缺陷 。实验旨在探究一种成本低廉、操作简便的将铜离子添加在钛金属植入物表层的方法,并探究其抗菌能力及对骨髓间充质干细胞增殖的影响,同时确定最佳添加量,为提高钛植入物的抗菌性能提供新的临床思路。
材料和方法 Materials and methods
设计 材料制备及体外细胞学实验。
时间及地点 实验于 2019 年 3 至 9 月在川北医学院第二临床医学院·南充市中心医院组织工程与干细胞研究所完成。
材料 兔骨髓间充质干细胞 ( 中国科学院细胞库,昆明 );聚乳酸 (Sigma 公司,美国 );医用钛片 ( 清河县兴业金属材料有限公司 )。实验主要试剂与仪器:台式电热恒温鼓风烘干机(精宏DHG-9203A,中国);电子天平(梅特勒精密天平ME103E,瑞士);生物制冰机(深圳三利化学品有限公司SN-30,中国);超声清洗仪(新芝生物SB-5200DTD,中国);生物安全柜、酶标仪、细胞培养箱(Thermo公司,美国);荧光倒置显微镜(Nikon公司,日本);气浴恒温震荡器(金城国胜THZ-82,中国);立式压力蒸汽灭菌器(新华医疗器械LMQ.C-50E,中国);大肠杆菌、金黄色葡萄球菌微生物菌株(北纳创联生物技术,中国);牛肉膏(索莱宝公司,中国);DMEM培养基、胎牛血清(Gibco公司,美国);CCK-8试剂盒(凯基生物科技发展有限公司,中国)。
 实验方法
  钛片制备 将医用钛片依次用 200,400,800 及 1 200目的碳化硅砂纸打磨抛光,其后依次用丙酮、乙醇和蒸馏水分别超声清洗 10 min,直至表面洁净;置于摩尔比为 6 ∶ 1的硝酸和氢氟酸的混合酸中酸洗 30 s,快速取出流动超纯水清洗,超声清洗 10 min 后空气中干燥。
  铜的制备 取无水氯化铜于干燥机干燥,在研钵中充分研磨成细粉状,于 300 目细胞筛过筛,制成氯化铜细粉。
  载铜生物膜的制备 将 0.8 g 聚乳酸置于 10 mL 二氯甲烷中,超声冰浴溶解;分别加入不同质量的氯化铜 (0,1,5,10 mg),超声冰浴溶解配制含铜聚乳酸溶液;将钛片垂直浸入溶液中,提拉钛片 ( 提拉速度 10 mm/s,浸涂时间 5 s);室温通风橱条件下干燥,重复 2 次。将所得功能膜钛片分别设为 B、C、D、E 组,提拉浸渍铜离子聚乳酸溶液中铜离子质量浓度分别为 0,0.1,0.5,1.0 g/L,设单纯的钛片为 A 组。

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