《Sci》：Bioactive Multilayer Poly(ε-caprolactone)–Chitosan Coatings for Spinal Screws
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脊柱手术涉及高度复杂的操作过程，术后感染等严重并发症风险可能危及手术成功率和患者生存。本研究中，研究人员开发了用于脊柱螺钉的功能性涂层，以促进骨整合并同时预防感染。涂层设计采用基于聚(ε-己内酯)(PCL)作为主要结构层的多层结构，并覆盖壳聚糖(CS)——一种
脊柱手术涉及高度复杂的操作过程，术后感染等严重并发症风险可能危及手术成功率和患者生存。本研究中，研究人员开发了用于脊柱螺钉的功能性涂层，以促进骨整合并同时预防感染。涂层设计采用基于聚(ε-己内酯)(PCL)作为主要结构层的多层结构，并覆盖壳聚糖(CS)——一种生物相容性聚合物，可增强与金属基底及活性剂的表面相互作用。为刺激骨再生，加入了β-羟基-β-甲基丁酸钙(HMB)；同时，通过包载广谱抗生素硫酸庆大霉素的PLGA基聚合物微球实现抗菌功效。所得结果确认了所有组分的成功整合，傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱以及扫描电子显微镜(SEM)观察到的均匀表面形貌均证明了这一点。生物学测定表明对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)具有显著抗菌活性。因此，所开发的涂层作为脊柱螺钉的生物活性双功能保护层展现出强大潜力，兼具骨传导性和抗菌性能。
脊柱是支撑人体质量、维持运动和保护脊髓的重要结构，由33-34块椎骨组成。然而，创伤、不良生活方式及年龄相关退行性变均可导致脊柱疾病，其中骨质疏松性椎体骨折在老年患者中尤为常见，常需脊柱手术。脊柱手术复杂且并发症风险高，文献报道术后感染率介于0.7%至12%之间。植入物表面形成的多糖生物膜（糖萼）可增强细菌黏附并抵抗治疗，常导致置入物松动、失败甚至需要二次手术。此外，骨整合不足也是脊柱螺钉失效的重要原因。目前已有多种抗菌涂层策略，但针对脊柱螺钉的专门研究较少，且理想涂层应同时具备抗菌和促进骨整合的双重功能。因此，该研究旨在开发一种用于脊柱螺钉的多层功能性涂层，以同时改善骨整合并预防术后感染。相关成果发表在《Sci》期刊上。
研究人员设计的多层涂层以钛合金Ti6Al4V（脊柱螺钉常用材料）为基底，依次沉积壳聚糖(CS，一种天然阳离子多糖)、聚(ε-己内酯)(PCL，一种可生物降解聚酯)、第二层CS、含β-羟基-β-甲基丁酸钙(HMB，一种具有成骨活性的亮氨酸代谢物)的CS层，以及包载硫酸庆大霉素的聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙烯醇(PLGA-PVA)微球(PLGA@G)。通过理化表征、药物释放、抗菌实验及成骨细胞实验评估了涂层性能。
关键技术方法方面，研究人员采用超声辅助乳化法制备PLGA@G微球；通过浸涂
