植入體相關感染有著很高的臨床發(fā)生率,可能影響病人術后的恢復,造成植入手術失敗。而細菌往往需要粘附在植入體表面進行繁殖,因此對植入體表面進行抗菌功能化能有效防止感染發(fā)生。目前,能廣泛地被應用于各類植入物的抗菌表面功能化策略較為缺乏,此外,尚無可以有針對性地預防植入物反復性感染與遲發(fā)性感染的抗菌功能化表面。因此設計一種高效持久的植入物抗菌功能化方法有著重要意義。本論文以多孔羥基磷灰石(HA)支架為代表性植入物,并分別應用了接觸型抗菌和釋放型抗菌兩種不同的抗菌策略,以期對植入體相關感染提供有效的防治手段。論文第一部分研究了接觸型抗菌模式,首先通過表面引發(fā)聚合(SI-ATRP)、開環(huán)反應和季銨化反應將新型季銨鹽抗菌劑PGDED-C6引入HA支架。改性后的HA-PGDED-C6支架表面有著很高的抗菌效果,但在這種方法需要較高的修飾程度,因而廣適性上存在問題;同時改性支架HA-PGDED-C6有一定的細胞毒性。為了解決接觸型抗菌表面的不足之處,論文第二部分研究了長效自適應釋放型抗菌表面,可以“智能地”感應到細菌并釋放藥物殺死細菌。通過SI-ATRP、開環(huán)反應與席夫堿反應將骨科臨床常用的抗生素藥物硫酸慶大霉素(GS)負載到支架表面,得到這種自適應抗菌支架(HA-GS)。HA-GS上負載的GS可以實現(xiàn)細菌響應性釋放-殺死細菌-停止釋放的按需釋放模式。在家兔股骨缺損模型中,HA-GS在植入前期展現(xiàn)了優(yōu)異的抗感染性能,在植入后期極大的修復了缺損部位。HA-GS在感染條件下也可以發(fā)揮優(yōu)異的骨修復的功能,有望解決臨床上反復性感染和遲發(fā)性感染的難題。
【學位單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R318.08
【部分圖文】：

支架表面采用接枝量相對高的“ｇｒａｆｔｉｎｇ?ｆｒｏｍ”策略，通過多步表面修飾，最終將含??有季銨基團的陽離子聚合物的引入到支架表面。并對其體外抗菌效果體外生物相??容性進行表征。具體實驗步驟如圖２－１所示。首先在羥基磷灰石表面包覆一層聚??多巴胺（ＰＤＡ）并用ＢＩＢＢ處理表面在表面接入引發(fā)點，然后進行表面引發(fā)ＡＴＲＰ??反應獲得分子刷，最后通過開環(huán)和季銨化反應將季銨鹽抗菌組分引入分子刷的側??鏈，完成抗菌表面修飾。??ＨＡ?ＨＡｒＢｒ?ＨＡ－ＰＧＭＡ?ＨＡｒＰＧＤＱ｝－Ｃｅ??？ｉ、Ｈ，，｜??ＰＣＭＡ?ＰＧＤＥＤ４Ｃ．??圖２－１多孔羥基磷灰石支架表面接觸型抗菌修飾示意圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ?ｏｆ?ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ??２．２實驗部分??實驗所用到的原料、試劑、儀器，以及實驗步驟如下：??１４??

２．３結果與討論??２．３．１改性支架的微觀形貌和化學表征??如圖２－１所示，通過多步修飾將季銨鹽聚合物ＰＧＤＥＤ－Ｃ６引入到多孔羥基??磷灰石表面。為觀察季銨鹽聚合物的引入對支架表面形貌的影響，對支架進行了??ＳＥＭ觀察。如圖２－２所示，多孔羥基磷灰石支架微觀上是由微米級的羥基磷灰石??顆粒堆積而成。在包覆上聚多巴胺并接入引發(fā)點之后，表面形貌沒有很大變化，??但原本光滑的羥基磷灰石顆粒變得略微粗糙。在引入聚合物ＰＧＭＡ后，可以明??顯看到基底表面被覆蓋，證明了表面引發(fā)聚合成功。表面形貌的顯著變化證明了??聚合物的引入。??ｗｍｍ??畫??圖２－２改性前后支架表面微觀形貌ＳＥＭ圖像??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｉｓｔｉｎｅ?ａｎｄ?ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ｓｃａｆｆｏｌｄｓ??為了進一步表征改性后支架表面化學性質，在用ＳＥＭ觀察同時用ＥＤＳ對表??面的元素組成進行了分析。如表２－３所示，隨著改性進行，支架表面Ｃ元素含量??趨向于增高

?＜０．１０?０．３９??表面聚合物的含量可以由ＴＧ測出，如圖２－３。由于支架本身是煅燒獲得，??所以幾乎沒有熱失重。在包覆上一層聚多巴胺后，支架有１．Ｐ／。的熱失重，而接??枝分子刷后，支架有約１５％的熱失重。這是由于分子刷具備有三維立構結構，因??此含量要遠多于聚多巴胺的平面二維包覆。高含量的分子刷給后續(xù)的修飾提供了??充足的官能團數(shù)量，為進一步功能化打下了基礎。但隨著修飾進行，聚合含量并??不是一直升高，其原因可能是聚多巴胺在極性有機溶劑中從基體脫離。最終得到??改性支架中的聚合物含量約為１８％。對于表面修飾來說，因為修飾被局限在表面，??往往很難達到一個較高的修飾量。但通過在多孔支架表面的引發(fā)聚合，成功地引??入了高達１０％－２０％的聚合物，極大的增加了聚合物的修飾量，這得益于聚合物??刷自下而上的空間立體結構。???Ｈ
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本文編號：2885740