溶胶-凝胶法氧化锆-银涂层钛植入物评价：生物相容性、骨结合及增强短期抗菌效果的评估

《Annals of Biomedical Engineering》：Evaluation of a Sol–Gel Zirconia–Silver Coating for Titanium Implants: Assessing Biocompatibility, Osseointegration, and Enhanced Short-Term Antibacterial Efficacy

　　

摘要

目的

植入体相关感染仍是基于钛的骨科器械失败的主要原因，往往损害长期临床结果并需要翻修手术。因此，能够提供抗菌保护同时保留骨整合的表面改性策略是非常理想的。本研究的目的是开发并评估一种能够防止细菌定殖而不损害生物整合的多功能钛表面。

方法

使用溶胶 - 凝胶技术结合银纳米粒子对钛表面进行了工程化改性（Solgel_Ti）。通过针对金黄色葡萄球菌的微生物学分析来评估抗菌性能，该菌是骨科植入物感染中具有临床相关性的病原体。通过细胞相容性测定和艾姆斯致突变试验评估体外生物安全性。使用大鼠股骨植入模型研究涂层的体内性能，在 90 天后通过组织学和骨组织形态计量评估对植入物进行分析，以量化骨 - 植入体接触和新骨形成。

结果

与未涂层钛对照组相比，Solgel_Ti 显示出对金黄色葡萄球菌的显著短期抗菌效果。体外分析证实了高生物安全性概况，显示出优异的细胞相容性且无致突变活性证据。体内评估显示，Solgel_Ti 涂层植入物支持有效的骨整合，骨 - 植入体接触和新骨形成与未改性钛观察到的结果相当。未检测到不良组织反应或骨愈合受损的迹象。

结论

这些发现表明，Solgel_Ti 代表了一种有前景的双功能表面改性策略，成功地将抗菌活性与保留的骨整合相结合。这种方法为开发具有长期临床潜力的安全、抗感染骨科植入物提供了一条可行的途径。