浅谈骨科植入物的抗感染修饰

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1、·１９８２·中华临床医师杂志（电子版）２０１２年４月第６卷第８期ＣｈｉｎＪＣｌｉｎｉｃｉａｎｓ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｄｉｔｉｏｎ），Ａｐｒｉｌ１５，２０１２，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．８·专家笔谈·浅谈骨科植入物的抗感染修饰刘洋周君琳作为人工关节、骨折内固定及脊柱矫形和融合固物质的免疫作用。细菌生物膜是具有高度组织化的多定材料等，钛和钛合金已广泛用于骨科临床、植入人细胞细菌群体结构，细菌之间存在广泛的化学信息及体，造福广大患者，但同时由植入物引起的相关性感染遗传信息交流，进行着耐药质粒的传递，并保持遗传多成为其使用最严重，甚至灾难性并发症，尤其

2、在开放骨样性。由于生物膜具有黏质性及带负电，限制了带正折、关节返修时更易发生，往往需要多次手术清创、内电物质的进入，如金属离子和某些抗生素，菌落中心的固定物或假体取出，导致手术失败、费用增加、患者伤细胞就受到了很好的保护，这种特化的“顽固细胞”群残加重等相关问题。随着内固定物在生物医学产业中在抗生素存在的环境下不会生长，但也不会死亡，当药［５］越来越多的应用，其感染率也随之上升，成为骨科医师物效力解除后，顽固细胞能成长为正常的细菌菌落。亟待解决的难题。目前认为，对生物材料进行表面处这种机制造成了临床上生物材料相关感染经久难愈、理使之具有防

3、治感染的作用可能成为避免此类并发症愈后复发的难题。的理想方法，应引起高度重视。二、植入物表面抗感染修饰的策略一、骨科植入物相关感染的发生机制和特点生物材料相关的感染最初过程是生物材料表面的引起植入物感染的微生物主要是各种条件致病细菌黏附，一旦发生生物材料相关的感染，治疗效果极菌，可来源于空气、宿主和手术医师的皮肤，经内源性差。因此，为了减少生物材料相关的感染的发生，一方移位到达宿主植入物表面或经血行播散。同时，异体面应减少细菌的污染，这包括在植入生物材料之前，彻材料的存在，能在很大限度上影响机体对微生物的免底地治愈慢性感染病灶，植入生物材

4、料过程中和其后，疫作用。研究表明，皮下缝合线的存在，使得引起感染严格的无菌观念和预防性地应用抗生素；另一方面则６发生所需要的金黄色葡萄球菌的菌落数由１０减少到应改进和完善生物材料的性能。目前，在材料的抗菌［１］２００，而且，使得正常情况下一般没有致病能力的表改性方面的研究，采取的主要措施可以分为两类：一是皮葡萄球菌变成了生物材料相关感染中最常见的感染通过在生物材料表面加载抗生素等抗菌物质来产生抗［２唱３］病原体。菌作用；另外一类是通过改变材料表面的物化性质（如一旦细菌接种到材料表面，最初的黏附就有可能亲水性、吸水率、表面自由能、表面润湿性

5、）、表面电性发生。研究表明，细菌黏附是引发植入物感染的重要质（表面电荷、ζ电位）、表面形貌等来抑制细菌的［４］起始动因。细菌的种类及黏附力，植入物材料的化黏附。学组成、表面形貌、能量状态、亲（疏）水性、表面电荷等（一）抗细菌初始黏附均是影响细菌黏附的重要因素。当前临床应用的植入细菌黏附于植入物表面是多因素参与的复杂过物材料并非是从细胞生物学、分子生物学角度设计的，程，是感染发生的最初，也是最重要的步骤之一，因此不具有血液及组织相容性，大多数植入物表面有理化［６］追求绝对零黏附是抗感染研究的终极目标。内植物活性，能激发炎症和免疫反应，影响正

6、常组织细胞在植表面特性如粗糙度、化学性质、亲水性、表面能量、表面入物表面黏附与定植，并形成有利于微生物定植的植潜能及传导性等对于细胞黏附及后续细胞生长起至关入物周围微环境。重要的作用。这些表面特性可以影响细菌数量、吸附黏附在材料表面的细菌不断生长、繁殖，合成多糖蛋白的构象，从而影响随后的细菌黏附和生物膜的形的黏质物，与吸附到材料表面的机体细胞外基质蛋白，成。抗黏附涂层是改变其表面特性而起作用的。［５］共同形成包绕生物材料表面的生物膜。这层生物膜１．改变内植物表面物理及化学性质：表面改性是可以保护细菌本身避开人体体液以及细胞分泌的免疫改变表

7、面其物理唱化学性质的方法，是一种相对简便及经济的防止细菌定植的方法。如紫外线处理过的钛Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ能抑制细菌的黏附，而不降低其组织相容ＤＯＩ：１０畅３８７７／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４唱０７８５．２０１２．０８．００２［７］作者单位：１０００２０　首都医科大学附属北京朝阳医院骨科性，而且体外及体内试验显示经紫外线预处理的钛通讯作者：周君琳，Ｅｍａｉｌ：ｊｕｎｌｉｎｚｈｏｕ＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ能极大地增加骨诱导能力，这可能与在紫外线处理过中华临床医师杂志（电子版）２０１２年４月第６卷第８期ＣｈｉｎＪＣｌｉｎｉｃｉａｎｓ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ

8、ｉｃＥｄｉｔｉｏｎ），Ａｐｒｉｌ１５，２０１２，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．８·１９８３·［８］程中移除了二氧化钛表面的碳氢化合物有关。这些用于携载抗生素的载体一般应具有良好的生物相容数据表明，紫外线照