减轻与植入物相关的感染

浙江省药学会
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发布时间： 2019-10-18

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欧因·奥塞拜尔在2019年9月25日的《科学转化医学》发表的文章中介绍，通过钛基整形外科植入物上的涂层使用近红外光远程激活的方法，以杀死在植入物表面生长的细菌。

他的研究表明，尽管在微创外科手术和无菌技术方面取得了进步，但在医疗器械植入后，感染仍然是非常普遍的并发症。由于细菌的耐药性，较差的药物渗透性以及感染部位的生物利用度不足，全身施用的抗生素对种植体周围感染很大程度上无效。如果感染得以保留，在进行外科手术之前，通常将必须去除植入物，切除受感染的组织，并用抗菌剂灌洗周围的组织。抗菌涂层可以帮助减少生物膜形成的可能性，但是它们通常只是暂时有效的。智能涂层既可以固有地识别并破坏植入物表面上的生物膜形成，也可以远程激活以按需实现此功能。

欧因·奥塞拜尔及其同事开发了一种用于钛基骨科植入物的抗菌涂层，该涂层可通过非侵入性的近红外（NIR）光远程触发。当NIR光通过软组织照射到下面的植入物表面时，包含介孔聚多巴胺纳米颗粒的涂层会以两种方式被激活，以最大程度地破坏生物膜。首先，涂层的聚多巴胺成分局部加热至约50°C，该目标温度被认为可能有助于杀死细菌细胞而不损害周围组织。其次，在涂层中包含光敏剂有助于释放活性氧，从而破坏细菌细胞膜。为了测试涂层的翻译潜力，研究人员在有或没有涂层的情况下，将钛棒与金黄色葡萄球菌，革兰氏阳性细菌（通常是医院获得性感染的原因）一起培养。将杆以啮齿动物模型插入股骨中，并在手术后一天将NIR灯照在植入部位10分钟。研究表明，通过外植体和组织学分析，光活化涂层在植入后4周内对破坏金黄色葡萄球菌生物膜形成的有效率高达95％。

至关重要的是，通过跟踪骨整合，该研究显示了直至植入物表面的功能性骨形成的有希望的迹象。关键的后续步骤必须确定涂层的长期生物相容性和完整性，治疗一系列细菌的有效性以及近红外光激活能否在临床上有用，因为在这种情况下，上方的软组织会厚得多，并且其几何形状植入物更加复杂。但是，这种方法为抗击与植入物相关的感染提供了先导。

（摘编自2019年9月25日出版的的《Science Translational Medicine》）