納米相鈦銅合金的抗菌性能與對(duì)成骨細(xì)胞影響的體外研究.pdf

1、目的：
　　內(nèi)置物感染目前仍然是骨科術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥之一。銅是目前已知的抗菌金屬，研究證明通過納米技術(shù)制備的納米形貌金屬能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞粘附，增殖及體內(nèi)骨整合。預(yù)防假體感染重點(diǎn)應(yīng)在于預(yù)防細(xì)菌的粘附以及在植入時(shí)殺滅死亡，即預(yù)防生物膜的形成。這可以通過使用一個(gè)更具有抗菌性能的生物相容性的假體以及表面涂層或富含抗生素提供局部抗菌功能。隨著假體材料顆粒大小縮小到納米尺度，使材料物理化學(xué)性質(zhì)明顯變化。許多研究已證明納米結(jié)構(gòu)材料如納米級(jí)鈦和銅金

2、屬具有抗菌性能。本研究，我們?cè)u(píng)價(jià)5％的鈦銅合金納米管的抗菌性能及生物相容性。臨床上最常見的內(nèi)置物感染致病菌-金黃色葡萄球菌用作檢測(cè)鈦銅合金納米管的抗菌性能。我們通過實(shí)驗(yàn)比較鈦銅合金納米管，純鈦納米管及純鈦之間抗菌性能。
　　方法：
　　采用陽極氧化技術(shù)制備TiO2納米管與鈦銅合金納米管。分別將陽極氧化技術(shù)制作的TiO2納米管及鈦銅合金納米管通過掃描電鏡觀察表面形貌;同時(shí)通過掃描電鏡上的EDX分析鈦銅合金納米管的成分。通過不同

3、材料（純鈦，鈦納米管，鈦銅合金納米管）與小鼠成骨細(xì)胞(MC-3T3-E1)共培養(yǎng)3天，用掃描電鏡顯微鏡觀察細(xì)胞在支架上的黏附、增殖。再使用金黃色葡萄球菌(ATCC25923)檢測(cè)鈦銅合金納米管的抗菌性能。將金葡菌按107/ml鋪于鈦銅合金納米管，TiO2納米管及商業(yè)鈦金屬板上，LB培養(yǎng)基培養(yǎng)6h，24h后，用激光顯微鏡掃描并計(jì)數(shù)粘附不同材料表面上的細(xì)胞及掃描電鏡觀察細(xì)菌密度，形態(tài)。比較商業(yè)鈦金屬，鈦納米管，銅鈦納米管之間對(duì)細(xì)菌粘附的影響

4、。
　　結(jié)果：
　　材料與小鼠成骨細(xì)胞(MC-3T3-E1)共培養(yǎng)后，通過掃描電鏡觀察，鈦納米管及鈦銅合金納米管上的細(xì)胞粘附良好，細(xì)胞形態(tài)良好，排列規(guī)則，細(xì)胞增殖情況優(yōu)于商業(yè)鈦金屬組，鈦納米管組與鈦銅合金納米管組無明顯區(qū)別。可見小鼠成骨細(xì)胞在納米管及鈦銅合金上的細(xì)胞形態(tài)良好，大量細(xì)胞偽足附著于復(fù)合物上，證明鈦銅合金納米管具有良好的生物相容性。金黃色葡萄球菌與鈦銅合金納米管，TiO2納米管及鈦金屬共培養(yǎng)6h及24h后，經(jīng)染色與

5、固定后掃描檢測(cè)細(xì)菌的粘附增值情況，結(jié)果顯示金葡萄球菌在鈦金屬及TiO2納米管上的細(xì)菌數(shù)量大于鈦銅合金納米管上的細(xì)菌數(shù)量，說明鈦銅合金納米管不僅具有良好的生物相容性，而且能降低細(xì)菌粘附。
　　結(jié)論：
　　鈦銅合金納米管有著良好的抑制細(xì)菌粘附作用，且不影響其納米管形貌的生物相容性。結(jié)合鈦和銅納米材料合成合金，可以增強(qiáng)這合金材料的生物相容性及其抗菌性能。鈦銅合金納米管可以被用于作一個(gè)潛在的生物材料的植入物，具有增強(qiáng)骨整合以及有效的