Ag-HA納米復(fù)合涂層對生物膜形成的影響及其作用機(jī)制.pdf

1、感染是人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后最嚴(yán)重的并發(fā)癥，感染的結(jié)局是災(zāi)難性的，一旦發(fā)生會導(dǎo)致手術(shù)的徹底失敗。人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后感染有自身的發(fā)病機(jī)制和特點(diǎn)，其難以治愈的根本原因和假體表面生物膜的形成有關(guān)。生物膜是細(xì)菌在生長過程中為適應(yīng)生存環(huán)境而形成的一種與浮游細(xì)胞相對應(yīng)的存在形式，由細(xì)菌和它所形成的胞外多聚物(extracellular polymeric substance，EPS)組成?？筛街谥踩胛锉砻嫘纬梢环N高度組織化的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是細(xì)菌的保護(hù)性生長

2、方式。這種粘附定植方式不僅利于細(xì)菌附著在支持物表面，更重要的是，與單個(gè)或混懸的菌細(xì)胞相比更易于抵抗宿主免疫細(xì)胞、免疫分子和抗菌藥物的攻擊，同時(shí)可增強(qiáng)毒理基因和耐藥基因的傳遞。這些結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)是其難以被消除的根本原因。
　　 目前針對生物膜的治療主要是機(jī)械方法(聲裂、渦流、和超聲波)、生化方法(酶處理)和電刺激，但都未有滿意的臨床療效，國內(nèi)外尚無確切可靠的預(yù)防或抑制生物膜形成的措施。且翻修手術(shù)廣泛使用的抗生素骨水泥也不能阻止生物

3、膜的形成，甚至對浮游的耐藥菌株也沒有殺滅作用，反而引起耐藥菌株的感染。
　　 一條可行之路是將抗菌材料應(yīng)用于假體表面制作出無菌涂層。納米銀抗菌譜廣，抗菌活性強(qiáng)，是一種理想的抗菌涂層材料。
　　 第一部分、Ag/HA納米復(fù)合涂層的制備及表征
　　 目的：將納米銀載入鈦基表面制備出抗菌涂層。檢測樣本表征。
　　 方法：將平均粒徑5μm銀粉和平均粒徑10μm羥基磷灰石原始粉末按質(zhì)量比為1∶20進(jìn)行配料。為使兩種

4、粉末充分分散均勻，將混合原始粉末放入攪拌機(jī)中攪拌混合30分鐘。應(yīng)用QM-3SP2型行星式球磨機(jī)對粉末進(jìn)行球磨。在HH-S112型恒溫水浴爐中將粉末電泳沉積至鈦基。涂層制備成功后應(yīng)用D/MAX2550 VB/PC型X射線衍射儀、Magna-IR550型傅立葉紅外光譜儀和X-650型掃描電子顯微鏡檢測涂層成份和表征。
　　 結(jié)果：經(jīng)FTIR和XRD及SEM分析，表明納米銀顆粒粒徑平均為100nm左右，均勻分散在羥基磷灰石粉末中。

5、r>　　 結(jié)論：成功將納米銀顆粒應(yīng)用機(jī)械球磨和化學(xué)共沉淀法載入羥基磷灰石涂層。
　　 第二部分、Ag/HA納米復(fù)合涂層對生物膜形成的影響
　　 目的：檢驗(yàn)納米銀載入植入物表面后對表皮葡萄球菌生物膜形成的影響。主要是表葡菌粘附的量及生物膜形態(tài)。
　　 方法：從臨床分離培養(yǎng)表皮葡萄球菌作為實(shí)驗(yàn)菌株。將消毒的Ag/HA涂層樣本置入1.0x107CFU/ml10ml菌液中在37℃環(huán)境下培養(yǎng)。6，24，48，72小時(shí)分別

6、檢測樣本表面的生物膜。應(yīng)用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察對生物膜進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察。24h、48h分離培養(yǎng)樣本表面生物膜細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。應(yīng)用HA涂層作為對照。
　　 結(jié)果：Ag/HA涂層表面48小時(shí)后出現(xiàn)生物膜，而HA涂層在12小時(shí)后就出現(xiàn)了成熟的生物膜。24h和48h兩組涂層表面粘附菌量差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.01)。
　　 結(jié)論： Ag/HA復(fù)合涂層可以明顯抑制生物膜形成；涂層載銀后明顯地改變了涂層表面活性，細(xì)菌粘附能力下

7、降。
　　 第三部分、Ag/HA納米復(fù)合涂層抑制生物膜形成的機(jī)制
　　 目的：探討載銀涂層抑制生物膜形成的機(jī)理。
　　 方法：應(yīng)用ICP-MS(美國Agilent公司)檢測涂層在胎牛血清中納米銀的釋放速率，將制作好的涂層空氣中放置3個(gè)月后重新進(jìn)行試驗(yàn)。同時(shí)應(yīng)用定量PCR的方法檢測表葡菌初始粘附因子atlE的表達(dá)。
　　 結(jié)果：在3天內(nèi)納米銀可以持續(xù)釋放，濃度逐漸增高，最高分別可至266μg/L和261μg