隨著科技的發(fā)展,醫(yī)療水平的進(jìn)步,植入性生物材料的需求越來(lái)越大。其中,骨植入材料被廣泛的運(yùn)用于骨折,骨不連,骨柱骨折和畸形,關(guān)節(jié)炎等方面的治療。目前植入材料最主要的問(wèn)題是:1、表面形成細(xì)菌生物膜引起感染且不好清除;2、表面的生物相容性欠佳。對(duì)于人工關(guān)節(jié)而言,如果嚴(yán)重感染會(huì)導(dǎo)致再次手術(shù),關(guān)節(jié)炎,截肢甚至死亡,全世界每年深受植入體感染影響的人口數(shù)目相當(dāng)龐大。因而,植入材料表面的抗感染處理是急需解決的問(wèn)題。目前在醫(yī)用鈦合金表面加載抗生素的設(shè)計(jì)還不能滿(mǎn)足臨床抑制全關(guān)節(jié)置換術(shù)(Totail Joint Replacement,TJA)術(shù)后感染實(shí)際需要。人工關(guān)節(jié)表面較為理想的抗生素釋放行為應(yīng)該是感染響應(yīng)型的特異性釋放:即當(dāng)未發(fā)生感染時(shí),抗生素基本不釋放;一旦發(fā)生感染,抗生素可從假體表面迅速脫落。本課題利用對(duì)金黃色葡萄球菌分泌的蛋白酶敏感的肽鏈將抗生素藥物連接在鈦合金假體表面,就能夠利用金葡菌聚集所產(chǎn)生的蛋白酶將肽鏈切斷,進(jìn)而將藥物釋放到假體周?chē)?從而達(dá)到在鈦合金假體表面感染響應(yīng)性釋放抗生素的目的。本課題首先考察了在醫(yī)用鈦合金表面引入氨基的不同的方法,分別是通過(guò)利用N'N-羰基二咪唑/聚乙烯亞胺(CDI/PEI)向鈦合金(TC4)基底上引入氨基以及利用氨丙基三乙氧基硅烷(Aminopropyltriethoxysilane,KH550)向金屬鈦上引入氨基。確定了引入氨基的最佳方法條件,同時(shí)篩選出了適合此基底以及此實(shí)驗(yàn)方案的表征手段;考察了藥物與多肽端基的連接方案,質(zhì)譜等表征結(jié)果表明此因多肽結(jié)構(gòu)原因藥物很難與多肽發(fā)生反應(yīng),因此查閱文獻(xiàn)重新選取了對(duì)于金黃色葡萄球菌分泌的splB酶敏感的多肽序列;最后,確定對(duì)鈦合金表面進(jìn)行改性的方案依次為利用KH550向金屬鈦表面引入氨基,利用4-(N-馬來(lái)酰亞胺甲基)環(huán)己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亞胺酯鈉鹽(4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3-sulfo-N-hydroxysuccinimide ester sodium salt,Sulfo-SMCC)將多肽連接至金屬鈦表面的氨基上,利用酰胺鍵將藥物連接在多肽一端,至此完成了感染響應(yīng)型功能鈦合金表面的構(gòu)建,通過(guò)X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS)、能譜儀(EDS)等主要表征手段對(duì)表面理化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明藥物成功的通過(guò)細(xì)菌敏感型肽鏈連接至鈦合金表面。此外還對(duì)表面功能化鈦合金進(jìn)行了體外的酶切藥物釋放實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性和響應(yīng)性抑菌效果測(cè)試。酶切實(shí)驗(yàn)表明多肽能成功的被splB酶切釋放,細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過(guò)改性的醫(yī)用鈦合金表面有良好的生物相容性,細(xì)菌實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明表面改性后的金屬鈦具有響應(yīng)性抑制金黃色葡萄球菌的作用。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB34;TQ460.1
【部分圖文】：

１．１．１骨科植入物逡逑科學(xué)技術(shù)推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步，影響著人類(lèi)生活的方方面面，而生物醫(yī)療技術(shù)作為逡逑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，更是與人類(lèi)的生命健康和生活質(zhì)量有著密切的關(guān)系。作為逡逑人體最重要的器官之一，有關(guān)于骨骼疾病的治療手段和前沿科技更是日新月異的發(fā)展。逡逑例如，骨折或關(guān)節(jié)置換等骨科疾病的治療手段多為植入骨科植入物，進(jìn)而幫助人體自逡逑身骨組織的修復(fù)或者直接代替骨組織保證人體的正常活動(dòng)。逡逑據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院大數(shù)據(jù)庫(kù)，僅中國(guó)骨科植入物的手術(shù)量由２０１２年的約１７０萬(wàn)逡逑例增加至２０１６年的２９０萬(wàn)例，預(yù)計(jì)２０２１年將增多近一倍�！叮玻埃保罚玻埃玻蹦曛袊�(guó)骨科逡逑內(nèi)植入物及細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)專(zhuān)題研宄報(bào)告》中提到可以應(yīng)用為骨科植入物的材料有金屬、逡逑陶瓷、聚合物和天然生物材料等。而２０１６年，金屬材料在骨科植入物材料中所占比逡逑例為７２％左右，由此可見(jiàn)金屬材料在骨科植入物中的使用最為普及。金屬類(lèi)的骨科植逡逑入物可以分為三大類(lèi)：不銹鋼植入物、鈷鉻合金植入物和鈦或鈦合金植入物。逡逑？0珀}闃校幔礤澹髂誆ト耄腹Γ呦敕幀跺義

本文編號(hào)：2808362