含有离子的植入物用于分阶段调节抗菌活性和免疫调节介导的骨质生成
Bingfeng Wu1, Yufei Tang1, Keyi Yao2
1State Key Laboratory of Oral Diseases & National Center for Stomatology & National Clinical Research Center for Oral Diseases, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, Sichuan, China. dentistxiang@126.com.
Nanoscale
|March 20, 2024
概括
这项研究开发了一种植入物表面,该表面连续释放和离子. 这种分阶段释放提供了早期的抗菌作用,并促进骨生长,以改善植入物愈合和存活.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 整形外科工程 整形外科工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 骨科植入物需要抗菌性质和骨质生成活性才能成功愈合和长期功能.
- 从植入物中控制治疗剂的释放时间对于匹配植入后的顺序生物过程至关重要.
- 在表面上开发分阶段调节系统对于提高植入物性能至关重要.
研究的目的:
- 使用顺序结合的和,创建一个具有分阶段抗菌和骨质生成活性的表面.
- 研究和从制造的TiO2纳米管中释放离子的差异性特性.
- 评估已开发的植入物表面的体外和体内抗菌,生物相容性和骨质效应.
主要方法:
- 通过无氧化在表面制造二氧化纳米管 (TiO2 NTs).
- 使用水热过程将 (Zn) 和 (Sr) 连续纳入TiO2 NT中,形成 Zn-Sr/TiO2.
- 表面表征,离子释放分析,细菌生物膜抑制试验,以及M2巨细胞激活和骨质生成活性的评估.
主要成果:
- 在表面上成功制造Zn-Sr/TiO2纳米管,通过表征证实了这一点.
- 实现了Zn (早期阶段) 和Sr (长期阶段) 的差异释放,与生物需求保持一致.
- Zn-Sr/TiO2在体外和体内表现出显著的抗菌活性,对抗早期感染和生物膜形成.
- 植入物表面通过M2巨细胞激活促进了生物相容性和骨质生成活性,Sr释放缓解了感染引起的损伤.
结论:
- 开发的Zn-Sr/TiO2纳米管表面为骨科植入物提供了一个分阶段调节系统.
- 顺序释放 Zn 和 Sr 提供早期的抗菌保护,并通过免疫调节促进长期骨质生成.
- 这种方法在预防与植入物相关的感染和增强骨质整合方面具有显著的潜力.
