交叉体微生物的涂层赋予了植入物具有生物膜驱逐,免疫调节和骨质生成性质的特性

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 微生物学 微生物学
• 免疫学 免疫学 免疫学
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 由于抗生素耐药性和免疫逃避,生物材料相关的感染很难治疗.
• 目前的植入物表面缺乏策略来防止微生物殖民,调节免疫力,并同时刺激骨形成.
• 植入物上的生物膜形成导致失败,需要新的表面修饰方法.

研究的目的:

• 开发一种新的表面修饰策略,使用共生菌群来应对生物材料相关感染的挑战.
• 创建可以防止生物膜形成,调节免疫反应,促进骨质生成的复合混合材料 (CHM).
• 研究CHM作为无药涂层的潜力,以改善长期植入结果.

主要方法:

• 热有益微生物的多层组合在表面上,以创建CHM.
• 在人类唾液调节后,对CHM表面的Porphyromonas gingivalis生物膜抑制的评估.
• 评估CHM涂层表面的细胞相容性,炎症反应和巨细胞极化 (M1/M2).
• 测量骨质细胞中的骨质生成潜力,包括性酸酶活性和矩阵矿化.

主要成果:

• CHM形成了一种强大的涂层,可以抑制Porphyromonas gingivalis生物膜的形成,而不会释放抗微生物或改变病原体基因表达.
• 采用CHM涂层的表面是细胞相容的,并诱导了平衡的巨细胞反应,最初类似于M1用于感染控制,其次是用于组织修复的M2表型.
• 基胺提升了骨质诱导因子oncostatin M (OSM) 的调节,并增强了骨质细胞活性,促进了性酸酶活性和矩阵矿化.
• 涂层表现出接近水的湿透性和富含碳和的组成,具有微型粗性.

结论:

• 复合混合材料 (CHM) 为医疗植入物提供了一个有前途的无药涂层策略.
• 在一个单一的表面上,CHM整合了生物膜抵抗,亲宿主免疫调节和骨质生成支持.
• 这种方法有可能通过减少感染和增强骨整合来显著改善骨科和牙科的长期植入结果.