医用抗菌涂层在植入体感染的应用，对感染的防治有重要意义

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视频介绍

人口老年化加剧了骨科就医压力，据统计，我国每年仅骨折内植物应用案例就超过500万例，而内植物感染是术后严重并发症之一，难以预防。虽然手术前，医生做了各种预防细菌污染的手术准备，但术后感染仍旧不能避免。为减少术后感染的发生，近几十年来，人们在无菌技术、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，抗菌内植入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，对内植入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。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。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。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。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。抗黏附性涂层可通过改变植入体表面的粗糙度、亲水性、电导率等特性来改变细菌在植入体表面的黏附数量和繁殖，从而达到抗菌目的。聚合物钛合金涂层可显著降低金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的附着力，拥有良好的抗菌能力且提高了生物活性分子。这些涂层是通过阻隔细菌在内植物的黏附、防止生物膜的形成来达到抗菌效果。生物材料相关感染案例的出现，使人们认识的抗菌材料的重要性，推动新型抗菌内植物和抗菌涂层的研发，目前关注重点是具有高效控释能力的抗菌剂涂层，但由于抗菌涂层只能防止因手术污染所致的术后早期感染。制备高运载量抗菌剂且长期可控释的内植物涂层，是未来抗菌涂层的研究方向之一，对预防生物材料相关感染有重要意义。