合金微线具有均降解,细胞相容性和微生物群调制,用于肠道应用
Yuxuan Li1, Jingjing Ge1, Ming Yin2
1Jiangsu Key Laboratory for Advanced Metallic Materials, School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China; Institute of Biomedical Devices (Suzhou), Southeast University, Suzhou 215163, China.
合金在可生物降解的肠道植入物方面表现有前途. 这些Zn-Li和Zn-Mg微电线提供均的降解,增强强度,并促进有益的肠道细菌,同时抑制病原体.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 材料工程 材料工程 材料工程
- 胃肠病学 胃肠病学
背景情况:
- 及其合金正在探索可生物降解的植入物.
- 挑战包括肠道环境中的局部腐蚀和细胞毒性.
- 了解Zn降解对肠道微生物群的影响至关重要.
研究的目的:
- 研究用于结直肠外科手术的Zn-0.1Li和Zn-0.2Mg合金微线.
- 在模拟的肠道环境中评估它们的机械完整性,降解行为和生物性能.
- 评估的降解产品对肠道细胞和微生物群的影响.
主要方法:
- 制造 Zn-0.1Li 和 Zn-0.2Mg 合金微电线.
- 机械测试 (拉力和力强度).
- 在模拟肠液 (SIF) 和汉克斯溶液中进行降解研究.
- 在人静脉内皮细胞 (HUVEC) 和Caco-2细胞的体外细胞毒性测定.
- 益生菌 (Lactobacillus rhamnosus GG - LGG) 和病原体 (大肠杆菌,金黄色葡萄球菌) 的活力测试.
- 对Zn2+与二次胆汁酸相互作用的分析.
- 电化学分析 (电化学阻抗光谱,电化学噪声) 和界面pH/O2映射.
主要成果:
- 与和合金的合金改进了拉伸强度和产量强度.
- 合金在SIF中表现出均且稳定的降解,并有控制的Zn2+释放.
- 证实了HUVEC和Caco-2细胞的高活力 (>80%).
- Zn2+促进了LGG的生长,并表现出对大肠杆菌和黄金杆菌的抗菌活性.
- Zn2+选择性沉的细胞毒性二次胆酸.
- 在SIF中均降解是由于流体的缓冲效应.
结论:
- Zn-Li 和 Zn-Mg 微电线显示出均的降解,细胞相容性和肠道微生物群的有益调节.
- 这些合金显示了可生物降解肠道植入物的潜力,解决了以前的局限性.
- 这些发现支持开发用于胃肠道应用的基于Zn的先进材料.
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