生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架的抗感染性能和生物相容性研究

• 作者: 刘怡卓 崔一民 彭建平 朱俊峰 李扬 沈超 肖飞 郭亚平 陈晓东
• 来源期刊: 生物骨科材料与临床研究
• 学科: 医学
• 关键词: 多孔生物玻璃支架 壳聚糖 生物相容性 抑菌性能
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 论著·实验研究
• 页码范围: 49-54
• 页数: 6页
• 分类号: R318
• 字数: 4206字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-5972.2020.02.011

摘要

目的 研发制备生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架(BG/CS),对其生物相容性及抗感染性能进行研究,阐明其抗感染作用的关键因素.方法 通过模板法制备多孔生物玻璃(BG)支架,注入壳聚糖乙酸,合成生物玻璃/壳聚糖多孔支架,此后以BG作为对照组,通过场发射扫描电镜(FESEM)观察各组材料的表面形貌和孔结构;接种Balb/c小鼠胚胎成纤维细胞(Balb/c 3T3 cells)于不同材料表面培养,分析其对细胞黏附及增殖的影响;各组支架材料分别与标准菌株ATCC 35984(表皮葡萄球菌)和ATCC 25923(金黄色葡萄球菌)共培养,以复合染料染色,在激光共聚焦显微镜(CLSM)下观察各组支架材料表面活菌和死菌的荧光强度;采用结晶紫染色法,定量分析材料表面细菌生物膜形成情况;进行细菌涂板并计数菌落(CFUs/cm2),测算抑菌效率.结果 BG/CS支架材料表面被覆一层壳聚糖,支架呈多孔结构,孔径较均一(200～400 μm);材料细胞共培养4h,BG/CS和BG表面的黏附细胞数量比较差异无统计学意义;共培养1d,两组材料表面细胞均可正常黏附和铺展;第1～7 d的增殖过程中,各组材料表面细胞的增殖趋势接近,组间细胞增殖率比较差异无统计学意义;经过8h细菌与材料共培养,CLSM下观测BG支架表面存在大量的细菌黏附(绿色荧光),BG/CS表面则显示出代表死亡细菌的红色荧光;生物膜定量实验显示在2～5 h,5～8 h,与BG组相比,BG/CS支架则明显抑制了生物膜的形成(P＜0.01);共培养12h,与BG组相比,BG/CS组胰酶大豆琼脂平板(TSA)培养板表面细菌的单克隆菌落数明显较少,表现出较高的抑菌效率(P＜0.01).结论 生物玻璃/壳聚糖三维多孔支架(BG/CS)具有较好的体外生物相容性和抗感染性能,有望作为一种应用于骨关节感染预防及治疗的骨修复填充材料.