和释放银离子的的生物相容性和抗菌活性与高度的银处理度
Kazuki Orita1, Shunsuke Fujibayashi1, Yaichiro Okuzu1
1Department of Orthopaedic Surgery, Kyoto University Graduate School of Medicine, Kyoto, Japan.
Journal of biomaterials applications
|March 20, 2025
概括
一种新型的和银释放材料 (CaSrAg-Ti) 显示出高的抗菌活性和良好的骨结合能力. 该CaSr50mMAg-Ti变体是一种有前途的治疗生物材料,用于预防手术部位感染和植入物松动.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 整形外科手术 整形外科手术
- 传染性疾病 传染性疾病
背景情况:
- 手术部位感染和植入物松动是骨科手术中的重大挑战.
- 基于 (Ti) 的材料被广泛用作植入物,但可能容易受到细菌殖民和松动的影响.
- 开发功能化的Ti材料,释放治疗性离子,可以减轻这些问题.
研究的目的:
- 开发和评估一种经过热处理的改性性材料 (CaSrAg-Ti),可以释放 (Sr) 和银 (Ag) 离子.
- 为了确定最佳的银 (Ag) 离子度的抗菌活性和生物相容性.
- 评估CaSrAg-Ti在预防感染和促进骨整合方面的in vivo疗效.
主要方法:
- 制备了四种Ti材料:商业纯度Ti (cp-Ti),CaSr1mMAg-Ti,CaSr10mMAg-Ti,以及CaSr50mMAg-Ti.这些材料包括:
- 使用胎儿牛血清量化离子释放量.
- 使用对黄金葡萄球菌和大肠杆菌的殖民地形成单位计数来评估抗菌活性.
- 在体内研究包括大鼠皮下口袋感染模型和大鼠大腿部植入物,以评估生物相容性和骨结合.
- 使用MC3T3-E1细胞来评估体内生物活性和细胞毒性.
主要成果:
- 增加的Ag离子负荷导致更高的离子释放.
- 在体外,CaSr10mMAg-Ti和CaSr50mMAg-Ti表现出显著的抗菌活性.
- 在体内,CaSr50mMAg-Ti表现出高抗菌活性 (AAV>2) 和抗炎作用.
- 所有测试材料都没有细胞毒性,并且在体内具有良好的骨结合能力.
- 在体内,CaSr10mMAg-Ti和CaSr50mMAg-Ti抑制了MC3T3-E1细胞的增殖,分化和细胞外矩阵的产生.
结论:
- 具有增强的Ag离子负载的CaSr50mMAg-Ti,在保持骨结合能力的同时,表现出强大的体内抗菌活性.
- 这种释放Ag的Ti材料是治疗生物材料应用的有希望的候选者,可能减少手术部位感染和植入物松动.
- 需要进一步的研究,以优化Sr和Ag离子的协同作用度,以提高治疗效果.
相关概念视频
Bacterial Signaling
31.3K
Bacterial signaling can occur within bacteria (intracellular) or between bacteria (intercellular). At times, a group of bacteria behaves like a community. To achieve this, they engage in quorum sensing, the perception of higher cell density that causes changes in gene expression. Quorum sensing involves both extracellular and intracellular signaling. The signaling cascade starts with a molecule called an autoinducer (AI). Individual bacteria produce AIs that move out of the bacterial cell...
31.3K
Formation of Complex Ions
23.1K
A type of Lewis acid-base chemistry involves the formation of a complex ion (or a coordination complex) comprising a central atom, typically a transition metal cation, surrounded by ions or molecules called ligands. These ligands can be neutral molecules like H2O or NH3, or ions such as CN− or OH−. Often, the ligands act as Lewis bases, donating a pair of electrons to the central atom. These types of Lewis acid-base reactions are examples of a broad subdiscipline called coordination...
23.1K


