医学植入物相关感染诊断、预防和治疗新技术

医学植入物的应用随着医学的发展而发展,植入物相关感染的发生也在院内获得性感染中占据重要地位。细菌黏附在植入物表面形成生物膜,生物膜下的细菌即为生物膜细菌。生物膜细菌有着独特的生物学特性,具有极强的抗生素抵抗性,是医学植入物感染最重要的致病机制。预防生物膜的形成、加速生物膜的降解、杀灭生物膜细菌是预防和治疗植入物感染的研究重点。     

纯钛表面两种改性方法对粘性放线菌黏附能力的影响

目的 比较两种表面改性方法(磁控溅射和多弧离子镀)制备的氮化钛涂层对纯钛表面粘性放线菌黏附能力的影响.方法 将相同规格的纯钛试件72片随机分为抛光对照组、磁控溅射TiN涂层组、及多弧离子镀TiN涂层组三组各24片,在其表面黏附粘性放线菌,用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 多弧离子镀TiN涂层组,磁控溅射TiN涂层组均与对照组粘性放线菌黏附量之间的差异有高度统计学意义(P<0.01),两种方法涂层后,纯钛表面粘性放线菌黏附量明显减少,而这两种表面改性组之间粘性放线菌黏附差异无统计学意义(P>0.05).结论 磁控溅射和多弧离子镀两种改性方法形成的纯钛表面氮化钛层减少了粘性放线菌在其表面的黏附,且这两种改性方法之间对粘性放线菌黏附的影响无差异.     

两种改性方法形成的氮化钛膜对纯钛表面变形链球菌黏附的影响

目的 比较磁拧溅射法和多弧离子镀法两种表面改性方法制备的氮化钛(TiN)涂层对纯钛表面变形链球菌黏附能力的影响.方法 制作相同规格的纯钛试件72片,随机分为抛光组(TA组)、磁控溅射TiN涂层组(TiN-MS组)及多弧离子镀TiN涂层组(TiN-MAIP组).TA组纯钛作为对照.在各组纯钛表面黏附变形链球菌,培养时间分别为24、48、72 h,每组不同时间各8个试件.用菌落形成单位计数法统计分析各组的细菌黏附量.结果 不同培养时间TA组纯钛表面的变形链球菌黏附量均显著多于TiN-MS组和TiN-MAIP组(P值均<0.05),后两组间的差异均无统计学意义(P值均>0.05).结论 磁控溅射法和多弧离子镀法均能明显减少细菌在纯钛表面的黏附,这两种改性方法对细菌黏附的影响无明显差异.     

氮化钛膜对纯钛表面细菌黏附能力的影响

目的研究氮化钛膜形成对纯钛表面细菌黏附能力的影响。方法制作纯钛试件192件,随机选出96件,采用多弧离子镀法在其表面形成氮化钛膜,未镀膜纯钛为对照组,镀膜后纯钛为实验组。在实验组和对照组试件表面黏附血链球菌、粘性放线菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌,分别进行细菌体外黏附实验。用菌落形成单位计数法统计分析在细菌黏附24、48、168 h时,各种细菌黏附量的变化。结果血链球菌、粘性放线菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌在实验组表面黏附量较对照组表面黏附量显著减少（P〈0.001）。结论纯钛表面氮化钛膜可抑制细菌黏附。     

氮化钛膜对纯钛表面细菌黏附能力的影响

目的 研究氮化钛膜形成对纯钛表面细菌黏附能力的影响.方法 制作纯钛试件192件,随机选出96件,采用多弧离子镀法在其表面形成氮化钛膜,未镀膜纯钛为对照组,镀膜后纯钛为实验组.在实验组和对照组试件表面黏附血链球菌、粘性放线菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌,分别进行细菌体外黏附实验.用菌落形成单位计数法统计分析在细菌黏附24、48、168 h时,各种细菌黏附量的变化.结果 血链球菌、粘性放线菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌在实验组表面黏附量较对照组表面黏附量显著减少(P<0.001).结论 纯钛表面氮化钛膜可抑制细菌黏附.     

ica操纵子对表皮葡萄球菌在不同骨科植入物表面黏附和生物膜形成的影响

目的 探讨ica操纵子对表皮葡萄球菌在骨科植入物表面黏附和生物膜形成能力的影响,为临床骨科材料的使用提供理论依据.方法 采用PCR扩增表皮葡萄球菌ica操纵子的icaADBC基因,荧光定量PCR检测ica操纵子基因的表达,苯酚-硫酸法检测细胞间多糖黏附素(PIA)的合成,黏附能力检测采用菌落平板计数法,生物膜形成能力检测采用结晶紫染色法.结果 11株表皮葡萄球菌临床菌株扩增出ica操纵子的icaADBC基因,且在菌株中均有表达.ica操纵子基因表达高的菌株其PIA分泌量较高.表皮葡萄球菌在骨组织上的黏附和生物膜形成能力最强,其次为钛合金和不锈钢.icaA基因表达与细菌在3种生物材料上的生物膜形成相关.结论 表皮葡萄球菌在不同骨科植入物上具有不同的黏附和生物膜形成能力,ica操纵子基因通过调节PIA分泌量而影响表皮葡萄球菌生物膜的形成.     

锌离子注入沉积钛表面改性对成骨细胞黏着斑形成的影响

探讨锌离子注入沉积纯钛进行表面改性后,钛表面改性层化学组成的变化及其对人成骨细胞样细胞系MG-63黏着斑形成的影响。方法 应用全方位离子注入与沉积技术对纯钛试件表面进行锌元素注入沉积,通过X光电子能谱(XPS)分析研究其表面化学组成和各元素的化学结合价态。将人MG-63细胞接种于锌离子注入沉积组和纯钛组钛试件表面,用激光共聚焦显微镜观察两组钛试件表面对人MG-63细胞黏着斑形成的影响。结果 XPS全谱图显示锌离子注入沉积后试件由钛、氧、锌和碳元素组成,拟合结果显示钛表面改性层的元素以二氧化钛和氧化锌的形式存在。MG-63细胞培养6 h后,锌离子注入沉积组钛试件表面的黏着斑形成数量比纯钛组钛试件表面多,二者间差异具有统计学意义(P<0．05)。 结论 锌离子注入沉积可成功地将锌元素引入纯钛表面形成含有二氧化钛和氧化锌的表面改性层,该层可促进成骨细胞黏附初期黏着斑的形成,提示其具有良好的生物相容性。     

骨科植入物表面抗感染修饰研究进展

骨科植入物相关感染是临床常见的术后并发症.通常采用抗细菌初始黏附、表面主动抗菌和促进骨整合等表面修饰技术使植入物具备抗感染特性,以降低感染发生率.文章就骨科植入物相关感染的发生机制、特点以及植入物表面抗感染修饰策略的研究进展进行综述,为今后新型抗感染植入物的开发提供参考.     

骨科植入物表面抗感染修饰研究进展

骨科植入物相关感染是临床常见的术后并发症.通常采用抗细菌初始黏附、表面主动抗菌和促进骨整合等表面修饰技术使植入物具备抗感染特性,以降低感染发生率.文章就骨科植入物相关感染的发生机制、特点以及植入物表面抗感染修饰策略的研究进展进行综述,为今后新型抗感染植入物的开发提供参考.     

尿路感染分离金黄色葡萄球菌生物膜形成能力及相关基因的分析

目的：探讨尿路感染分离金黄色葡萄球菌的生物膜形成能力及相关基因分布,为预防和治疗临床感染提供理论基础。方法采用标准琼脂平板倍比稀释法检测最小抑菌浓度,菌落计数法检测细菌黏附能力,96孔板结晶紫染色法检测细菌生物膜形成能力,生物膜相关基因检测采用PCR扩增法。结果11株金黄色葡萄球菌临床株对青霉素和红霉素耐药率较高,而对万古霉素和呋喃妥因全部敏感。所有菌株都有较强的黏附能力,而生物膜形成能力一般。其中10株菌株扩增出icaAD和icaBC基因。结论尿路感染金黄色葡萄球菌的黏附能力和生物膜形成能力具有菌株差异性,ica是金黄色葡萄球菌生物膜形成的重要基因。     

金黄色葡萄球菌生物膜形成机制及相关感染治疗的研究进展

金黄色葡萄球菌为革兰阳性致病菌,也是引起医院感染的常见化脓性病原菌;易在机体组织器官或某些惰性材料表面形成生物膜,使感染反复发作且难以控制。生物膜为细菌适应生存环境的一种保护性生存方式,与浮游菌相比生物膜内的细菌极易产生耐药性,且能抵抗宿主的防御机制,导致慢性持续性感染,给临床治疗带来极大的挑战。深入研究生物膜形成的调控机制,对积极寻找特异性的治疗方法至关重要。     

大肠埃希菌生物膜在三种导尿材料上形成的对比

目的:观察不同材质导尿管对大肠埃希菌生物膜形成的影响。方法:在乳胶、纯硅胶、硅橡胶材质导尿管膜片上制备大肠埃希菌生物膜,扫描电镜观察生物膜的形态。用冲洗、冲洗+超声振荡方法处理附有不同生长时期生物膜的导尿管,通过菌落计数法了解两种方法对不同时期生物膜的清除效应。结果:乳胶、纯硅胶、硅橡胶导尿管生物膜内均有细菌团块样聚集,可见纤维素样物质交联。硅橡胶导尿管生物膜内纤维素样交联物相对较少。在生物膜形成的初期,两种处理方法具有相同清除效应;但当生物膜趋于成熟后,单用冲洗方法难以将黏附细菌洗脱。结论:建议选择使用经济、实用的硅橡胶导尿管。在生物膜形成初期,对导尿管一般冲洗能较彻底地清除黏附细菌。     

聚氨酯人工血管生物材料表面改性的策略进展（英文）

血管转流术是矫治血管缺损或良性狭窄的重要手段。由于自体血管或同种异体血管的来源有限,因此,临床上将人工血管生物材料作为重要的移植替代物。由移植物引起的蛋白质、血小板和细菌黏附,造成的移植血管狭窄、血栓形成及术后感染是血管转流术的主要并发症。聚氨酯是一种常用的人工血管生物材料。为了抵抗由移植物引起的蛋白质、血小板和细菌黏附,促进内皮细胞黏附,研究人员对聚氨酯材料进行了一系列的表面改性,以降低移植后受者的血栓形成风险。本综述总结了聚氨酯人工血管生物材料的表面改性机制及其策略。     

牙龈卟啉单胞菌定植对钛表面氧化膜特性的影响

目的:研究牙龈卟啉单胞菌定植对钛表面氧化膜特性的影响?方法:将纯钛试件浸泡于牙龈卟啉单胞菌菌悬液中进行共培养,采用扫描电镜观察钛表面牙龈卟啉单胞菌生物膜的微结构?以牙龈卟啉单胞菌菌悬液为实验组,生理盐水为对照组,收集7?14?21 d的试件和浸泡液,采用X射线光电子能谱(XPS)分析浸泡后纯钛的表面特性,采用电感耦合-等离子体发射光谱仪(ICP-OES)检测不同时间点浸泡液中的钛离子释放量?结果:扫描电镜观察到牙龈卟啉单胞菌在钛表面定植形成致密的生物膜?XPS广谱分析显示,钛表面的钛和氧元素含量随细菌作用时间延长逐步降低;XPS高像素谱分析显示,钛表面的二氧化钛含量随细菌作用时间延长逐步降低?ICP-OES检测发现随着细菌作用时间的延长,钛离子释放量增加,且第1周释放量最多?结论:牙龈卟啉单胞菌能在钛表面定植形成致密生物膜,引发钛表面氧化膜破坏和钛离子释放,该效应随细菌作用时间延长而加剧?     

骨科钛植入物表面改性抗感染与促进骨折愈合的研究进展

骨科内植物一旦植入体内,患者将面临发生感染的风险。感染是骨科内植物植入失败的主要原因之一,且在开放性骨折手术治疗中较为常见。临床上内固定术后骨折不愈合并不少见,通常需要二次甚至多次手术干预,对患者身心及经济造成严重负担。巨噬细胞聚集、活化使其在内植物周围局部浓度增高,可提高内植物/组织界面免疫功能,从而发挥预防或治疗感染的作用。此外,对钛及其合金表面进行改性,并负载抗生素或生物活性物质,也可发挥治疗或预防感染及骨折不愈合等作用。本文对目前国内外关于钛及钛合金植入物表面改性的抗感染与促进骨折愈合的研究现状进行综述,为构建同时具备抗感染与促进骨折愈合能力的骨科植入物材料提供参考。     

细菌生物膜及其相关感染性疾病的研究进展

自从抗生素问世之后，细菌感染在相当长的一段时间内受到了控制。尤其是急性细菌感染，抗生素治疗往往能收到良好的疗效。但近20年来人们发现，抗生素用量不断加大而疗效却难以令人满意；抗生素不得不更新换代，然而耐药菌株则不断涌现。这其中的原因固然与滥用抗生素使得细菌变异加快有关，但也与细菌生物膜类感染密切相关。从目前所掌握的临床研究材料来看，长期慢性细菌感染、抗生素耐药现象和医院内感染都与细菌生物膜类感染相关，据估计大约65％人类细菌性感染是由细菌生物膜细菌引起的。同时细菌生物膜细菌对抗生素和宿主免疫防御机制的抗性很强，感染部位的细菌一旦形成生物膜或生物材料污染的细菌形成了生物膜，即使使用正常剂量成百倍的药物也不易治愈，成为临床上难治性感染的重要原因之一，从而导致严重的临床问题，尤其是慢性和难治的感染性疾病，因此引起了人们的极大关注。     

龈上皮细胞在不同粗糙度纯钛表面黏附情况的研究

目的研究表面粗糙度对龈上皮细胞在纯钛表面黏附情况的影响。方法体外培养的龈上皮细胞在表面粗糙度不同的纯钛片表面培养,分别计数黏附在纯钛片表面的龈上皮细胞数目和细胞克隆数目。结果培养4 h后,不同粗糙度的纯钛表面均可见到龈上皮细胞黏附,培养48 h后在不同粗糙度的纯钛表面黏附的龈上皮细胞数量有差异,在培养72 h后不同粗糙度纯钛表面细胞克隆数也有差异。结论表面粗糙度对龈上皮细胞在纯钛表面的黏附有一定影响,光滑的纯钛表面可能更适合细胞黏附。     

光动力学疗法影响人工菌斑生物膜形成的扫描电镜观察

目的 研究甲苯胺蓝介导的光动力学疗法对体外人工菌斑生物膜形成的影响,探讨光动力学疗法控制菌斑和防治龋病的可能机制. 方法 体外环境下,4种口腔常见致龋菌在牙釉质表面形成多细菌混合性菌斑生物膜,用光动力学疗法处理实验组菌斑生物膜,光敏剂浓度为0.1 mg/ml、光强为94.5 J/cm2;分别在生物膜形成的第1、3、7天用扫描电镜观察光动力学疗法处理对生物膜形成的影响.结果 对照组第1天可见到以链球菌为主的细菌黏附于获得性膜上;第3天各种细菌数量明显增多,形成谷穗状结构;至第7天时,生物膜形成复杂的三维立体结构,细菌表面及细菌之间可见大量基质和不定形胶状物.在第1、3、7天,光动力学疗法处理后牙釉质表面黏附的细菌显著减少,菌斑生物膜形成受阻.结论 光动力学疗法对菌斑生物膜的形成有抑制作用.     

钛表面载钙磷/银复合膜层的特征及对成骨细胞黏附的影响

目的通过微弧氧化法对钛表面进行改性,在钛表面制备含钙磷/银抗菌膜层,探讨改性后钛表面的理化性能及对人成骨细胞样成骨细胞株MG63黏附形成的影响。方法将钛片分3组,M组为纯钛机械加工组,MAO组为钛表面微弧氧化膜层含钙磷元素组,MAO-Ag组为钛表面微弧氧化膜层载钙磷/银组。应用微弧氧化电源装置对MAO、MAO-Ag组钛片进行表面改性,通过SEM-EDS对钛表面形成的氧化膜进行表面形貌及元素分析,表面接触角测试仪分析其亲水性,分析其粗糙度及表面轮廓。将人成骨细胞株MG63接种于3组钛片表面,培养2、4、8 h时利用Hoechst 33342染色,显微镜下拍照、计数,计算钛片表面成骨细胞的黏附率。结果 SEM显示微弧氧化处理后,MAO、MAO-Ag组纯钛表面生成微孔结构的氧化膜,直径1～5μm。MAO组钛片表面氧化膜层中含Ti、O、Ca、P 4种元素,MAO-Ag组中含Ti、O、Ca、P、Ag 5种元素,各种元素在钛表面均匀分布;MAO、MAO-Ag组微弧氧化试样表面接触角明显大于M组(P<0.05),粗糙度明显大于M组(P<0.05),MAO、MAO-Ag组之间差异无统计学意义。MG63培养2、4 h,MAO、MAO-Ag组表面黏附的细胞明显多于M组表面,差异有统计学意义(P<0.05),MAO、MAO-Ag组之间差异无统计学意义。培养8 h后,3组之间差异无统计学意义。结论通过微弧氧化法可在钛表面形成含钙磷/银的氧化膜层,该层可促进成骨细胞早期在其表面黏附,提示其具有良好的生物相容性,可以用于进一步的动物及临床试验研究。     

钛表面碱热处理构建聚多巴胺膜层对细胞黏附的影响

目的：研究碱热处理后多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石的复合涂层制备及其对大鼠骨髓间充质干细胞增殖、成骨分化能力的影响。评价碱热处理后多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石复合涂层作为种植体表面改性方法的作用。方法：通过多巴胺的自聚合在碱热处理后的多孔钛表面构建聚多巴胺（PDA）膜层,利用聚多巴胺的黏附性能将纳米级羟基磷灰石颗粒黏附至多孔钛表面,形成多孔钛表面聚多巴胺黏附羟基磷灰石的复合涂层,通过扫描电子显微镜（SEM）分析表面结构特征。分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）,采用SEM观察细胞黏附情况,并利用Cell Counting Kit?8（CCK?8）、碱性磷酸酶（alkaline phosphates,ALP）等检测其增殖、分化能力。结果：该改性方法成功在多孔钛表面形成聚多巴复合涂层。体外细胞实验表明该复合涂层对BMSCs生长无抑制作用,且对其黏附和早期增殖有明显促进作用。结论：碱热处理后多孔钛表面形成的聚多巴胺生物活性复合涂层对BMSCs的黏附和早期增殖有明显的促进作用。