杀菌细菌植入材料

植入物手术中的两个主要问题是植入物的缓慢存活以及在其安装部位发生细菌感染的风险。用生物活性材料制成的植入物可以刺激成骨细胞(患者的骨细胞)分裂,从而加快生存。感染需要与抗生素抗争,但细菌会迅速对它们产生抵抗力。这个问题需要创造出新的对抗感染的有效方法,例如,使用以其杀菌活性或产生活性氧物种(它们对细菌膜有害)而闻名的金属离子。

大多数现代植入物均由钛制成-耐用,生物惰性且不易腐蚀。但是,钛不具有生物活性和抗菌性能,这就是为什么科学家们正在积极致力于制造能够消除这些缺点的涂层的原因。氧化钛(TiO2)膜显示出良好的效果-由于具有多孔结构,因此最适合骨细胞分裂,并且其组成中包含钙Ca和磷P可提供生物活性。但是,赋予植入物抗菌性能仍然是重要的任务。

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自蔓延高温合成NITU“ MISiS”(NUTS SHS NITU“ MISiS”)科学和教育中心的团队已经开发出了基于银和铂纳米粒子的氧化钛钛植入物涂层。科学家开发的材料可以加速增殖,即活跃的细胞分裂平均达到12-20%,并确保72小时后破坏多达100%的细菌,并防止形成细菌膜。

« — „“ . (Ca = 6,3 P = 4,8 %), — 0,7 2,3 . — , . Pt Ag », — , «» .

各个离子渗透到样品中约30纳米的深度,形成原子。由于该层中原子的高度集中,其中一些原子到达了植入物的表面并形成了银和铂纳米粒子。由于其离子,表面上的银已经可以独立提供抗菌作用。但是存在最大浓度,高于此浓度可能会出现毒性。

铂作为元素没有任何杀菌特性。在氧化钛表面上以纳米颗粒形式存在的Ag和Pt赋予了材料催化性能。结果,在普通的光和紫外线辐射下,涂层能够产生大量破坏各种细菌菌株的活性氧。

为了检查材料的抗菌性能,将样品置于含有各种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的培养基中。获得的结果使我们得出结论,银离子与活性氧的协同作用使您可以快速有效地消除任何细菌感染,而不会威胁到患者。具有铂纳米颗粒的样品仅由于活性氧而破坏细菌。

在未来的科学家计划中-继续进行实验以增加植入物的生物活性和杀菌性能。特别地,计划用抗生素,人造血和肽使二氧化钛的开孔饱和。

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