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抗菌涂层在植入体感染的应用
2021-03-30

  近几十年来人们在无机抗菌技术无菌环境及手术期预防性应用抗生素方面的研究取得重大进展,抗菌内植物材料成为减少术后感染的有效手段被应用于医疗领域。

  由于医学需求,内植物表面通常需要有一定的特性,但这些会导致生物材料表面发展相关感染。因此,对内植物表面进行涂层修饰提高其表面的抗菌性成为研究热点。

  抗菌涂层是指以内植物材料为基体,通过喷涂、溶胶-凝胶、复合镀、离子注入、磁控溅射等工艺将具有抗菌功能的各种材料涂覆在基体上。由于抗菌涂层随着应用会逐渐被磨耗,无法维持长期的抗菌功效,所以如何增强抗菌涂层与基体的结合力,并获得良好的抗菌性、生物相容性、高耐磨性、持久性是目前研究的关键问题。

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  根据涂层组成可将其分为抗生素类涂层、非抗生素类有机抗菌剂涂层、无机抗菌剂类涂层、抗黏附性涂层和抗菌生物活性聚合物涂层。

  抗生素类涂层是抗菌材料的早期研究方向,具备抗菌作用快、持续时间长、毒性小等优点。常见由于抗菌涂层的抗生素有庆大霉素、头孢菌素、米诺环素、羧苄青霉素、阿莫西林、妥布霉素和万古霉素等,但其在临床应用中仍面临许多难题:如何选择细菌敏感性强的抗生素负载到内植物表面,如何使其具备较长的抗生素有效缓释时间,如何防止其释放抗生素的浓度低于最低抑菌浓度等。

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  非抗生素类有机抗菌涂层相比于抗生素类抗菌涂层,耐药风险低(如洗必泰、氯二甲酚、聚六亚甲基双胍),可应用于体内相对更长的周期。同样的,非抗生素类有机抗菌剂涂层也需要考虑适合涂层材料做载体,满足临床应用中需要的载药量和释放方式。

  无机抗菌剂类涂层具有抗菌能力强、有良好的生物相容性和稳定性等优点,可广泛应用于医疗器械。无机抗菌剂类涂层有银、铜、锌、氯、氟等,他们可通过阳极氧化或等离子浸入等方式载入,依靠释放的离子破坏细菌细胞膜、抑制新陈代谢抗菌。银在各种不同的无机杀菌剂中是最为熟知的,具有诸多抗菌优点:抗菌范围广,低浓度的银即可抑制革兰阳/阴性杆菌和某些耐药菌;银可抑制细菌附着到植入体生物材料表面且不影响骨细胞和上皮细胞的活性;银的抗菌效果相对持久且不易产生耐药性;银作为涂层具有良好的生物相容性,无遗传、细胞毒性;银涂层相对稳定,可通过多种技术制备;银可作为添加剂加入多种生物材料提高其使用性能;银的抗菌能力可通过其它条件加强等。