浅谈钛种植体抗菌涂层

１ 钛种植体相关感染
种 植体 表面 容 易感 染 的 原 因 主要 有 两 方 面 ， 即
表 面生 物膜 的形 成 和 种植 体／ 织 界 面 免疫 能力 的 组
低下。钛种植体的生物相容性归功于生理环境下迅 速吸附到其表面的蛋 白层 ， 而这一蛋 白层也使钛表 面适合 于细菌 聚集 和生 物 膜形 成 。生 物膜 是 微 生 物源 性 的附着 在物 体 表 面 的微 生 物 群 落 ， 特 征 其 为 细菌 不可逆 地 附着到 基底 物 、 面或 细菌 之 间 ， 界 被 它 们所 分泌 的细胞 外 基 质 所 包裹 ， 生 长速 率 和 基 在 因转 录方 面 的表 型 有 别 于 单个 浮 游 细 菌 。鉴 于 生物膜在种植体相关感染 中所起 的重要作用 ， 对生 物 膜 的形成 已经有 了大 量 详 细 的描述 。生 物 膜 ２ 钛种植体表面抗菌涂层 的研究 会 通过 多种 可能 机制保 护 内部 的细菌 不受 宿 主防御 系统或 抗 菌 剂 的攻 击 ，， 。此 外 ， 植 体 表 面 的 “ Ｊ 种 钛种植体应用广泛 ， 因为不 同环境中细菌菌群 生 宿 主 防御力低 于 正 常 。在 种 植 体植 入 后 的早 期 ， 局 的多种 多样 ， 物膜 在 种 植 体表 面 的形 成是 一 个 复 杂 的 问题 ， 因此 ， 抗菌涂 层 要能对 付不 同环 境 中的不 部 的 防御力 由于 手术创 伤而 严重 受损 。 即使在组 织 结合完成后 ， 由于种 植体／ 织界面血管 分布量较 同菌种 。由于细菌的粘附是生物膜形成的关键和共 组 目 少， 防御能力依旧低于正常。宿主防御 机制 的降低 同步骤 ， 前抗菌涂层通常针对阻止细菌在种植体 表 面 的粘 附而设计 。对 于抗 菌涂 层 的一个 最基本 的 基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ １７ ８ ２ ８０ ０ ６ ） 要求就是它不能妨碍组织结合 ， 如果能促进组织结 通 信 作 者 ： 玉 梅 ｊ － ｉ：ｑｚｍ＠ ｆ ｕ ｅｕ ｃ 张 ｍａ ｗ ｔ Ｅ ｌ ｙ ｍｍ ．ｄ ．ａ 合 则更 理想 。
等可以有效降低细菌污染 ， 但有证据表 明手术后细 菌的入侵经常发生 Ｊ细菌污染也可能 由晚期 的血 ， 源性 感染 引起 Ｊ 。经 皮 或 黏 膜 的种 植 体 如 外 固定 钉和 牙科种 植体 更容 易遭 受细 菌 入侵 ¨ ］因为 皮 Ｈ ， 肤、 黏膜或种植体表面 的细菌会入侵种植体周 围软 组织 ， 最终 导致 种 植 体周 围深 部 骨组 织 的感 染 。此 外 ， 皮／ 经 黏膜种 植体 与 软组织 的结合 仍不 是非 常理 想 ， 一步 助长 了细 菌入 侵 。据 报 导 经 皮 骨折 固定 进 器 的钉道感 染 的 的发 生率 可 以高达 ５ ％ ＿ Ｊ ０ １ 。 由于生物膜 内 的细菌 对抗 菌剂 的抵 抗力 高 于浮 游细菌 ， 常规抗 生素治疗对种植 体相关感 染 常常无能 为力 ” 。生 物膜一 旦形 成 目前 尚没有 很好 的手段 去消除感染 ， 彻底去除种植体常常是解决问题的唯一 有效 途径 。总而言之 ， 生物膜 的形成 和种 植体 表面机 体 免疫力较低 使钛 种 植体 表面 细菌 容易 聚集 菌斑 形 成 和感染发 生 。由于不 可能 完 全消 除或 避免 细菌 污 染 和入侵 ， 寻找其它有效途径 来 阻止种植 体相关 因此 感染 非常必要 。在种植体周 围感染 的发病机制 中 ， 细 菌在 种植体 表面的早期粘 附被认 为是 一个关键 事件 ， 因此一个重要 的策略就是预 防细菌 的早期 粘附 。
虽然 多种 措施 如彻底 的消毒 和严格 的无 菌操作
种植体失败 、 去除种植体 、 病人 的额外痛苦 、 经济负 担甚至生命危 险 。由于钛种植体在临床上 的使 用越来越广泛 ， 相应地感染的发生率也会随之升高。 为 了避 免这 些感染 ， 一个 有 效 的途 径 是 提 高这 些 材 料 的抗 菌能 力 。因此 ， 钛 种 植 材 料 表 面抗 菌涂 层 对 研 究现 状及 发展趋 势 的 了解 和 客 观分 析 ， 有 助 于 将 钛 种植 材料 的研 发 。
口
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Fra Baidu bibliotek
专 家 笔谈 ・
浅 谈 钛 种 植 体 抗 菌 涂 层
Ｂｒ ｅ ｒ ｄｕ ｔｏ ｏ ｎｔｂ ｃ ｅ ｉ ｌｃ ａ ｉ ｓ ｉｆｉ ｏ ｃ ｉ ｎ ｆａ ｉ ａ ｔ ｎ ａ ｏ ｔｎｇ ｎｔ ｏ ｉａ ｕ ｍｐｌ ｎｔ ｎ ｔｔ ｎｉ ｍ ｉ ａ ｓ
张 玉 梅
（ 第四军医大学 口 医学院， 腔 西安 ７０ ３ ） １０ ２
钛及 钛合金 在 骨科 及 口腔 临床 得 到 广 泛应 用 ， 但口 腔种植体相关感染仍就是一个严重威胁 ， 会带 来 一 系列并 发症 如住 院时 间延 长 、 治疗过 程复 杂化 、
有利 于 细菌人 侵从 而发 生感染 。
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口腔材料器械 ２ １ ０ ２年第 ２ １卷第 ２期
２ １ 载抗 生 素涂层 ． 接受 种 植体 手术 的病人 临床上 常规 给予全 身抗 生 素预 防性 治疗 以阻 止感染 的 发生 Ⅲ’ 。然 而 ， 全
更深 入 的研究来 阐 明其 生物 相 容 性 。此外 ， 似 于 类 载抗生 素涂层 ， 制开 发 合 适 的涂 层材 料 来 装 载较 研 大量 的抗菌 剂 同时达到控 释非 常必要 。 ２ ３ 载 无机抗 菌 剂涂层 ． 无 机抗菌剂在 制备 生物 材料 表面抗 菌涂 层方 面 非常有吸引力， 因为它们具有许多优点， 良好的抗 如 菌能力 、 秀的生物相容性和令人满 意 的稳 定性 。在 优 不同的无机抗菌剂中， 银最广为人知。银在抗菌涂层 方 面应用 的优点如下 ： 抗 菌谱广 ， ① 在非常低 的浓 度 下可有效杀灭革 兰 氏 阳性 和 阴性细 菌 以及一 些耐药 菌 ； 银 的掺人对 于细菌在生物材料表 面 的粘 附也有 ② 抑制作用 ； 的抗 菌性 是长 期持 续 的 ； ③银 ④虽 然 机制 尚不 明确 ， 容 易引起 细菌 耐药 ； 银不 ⑤体 外实 验 表 明 含银涂层具有很好的生物相容性 ， 因毒性或细胞 无基 毒性。体内试验表明含银涂层没有局部或全身副作 用 ； 由于银 比较 稳定 ， 以通 过 多种 技术 添加 到 种 ⑥ 可 植体 表面 ， 如等离子浸没 离子 注入 、 滤波 阴极真 空 弧沉积 、 物理气相沉积 。和磁控溅射 等； ⑦银 可 以被掺人到 多种 生物材 料 中如 多聚 物 、 刚 石碳 、 金 生物活性玻璃和陶瓷金属等等。 虽然银 已经成 为钛 种植 体表面抗 菌掺 杂 的一个 热点， 但是 对它 的抗 菌 机制 仍需 进一 步 阐明 以更 好 地应 用于 临床 。此外 ， 了银 之外 ， 除 其它 的无机 抗菌 剂 如铜 、 、 、 氟 钙 氮和 锌等也 被载入 钛表 面 ， 对它 们 但 的研究没 有银 这么广 泛 。 ２ ４ 抗 细菌粘 附涂层 ． 种植体的表面特性如表面粗糙度、 化学成分、 亲 水性 、 表面能 、 表面 电势和导 电性等在细菌的粘附、 增 殖 以及更后 期 的反 应 中起 重要 作用 。这些 表面 特 性 可 以影响蛋 白的吸附量 和构 型从而 影响细 菌粘 附 和生 物膜形 成 。通 过改 变这些 表面特 性从 而可 能获 得 可 以抵抗 细菌粘 附 的表面 。 通 过钛 表面修饰 改变 其 物理化 学特 性来 抑 制细 菌粘附是相对 简单 和经济 的方法 。例如 ， 照射 可 紫外 以使氧化钛 表面的亲水性升高 ， 实验表 明紫外 照 体外 射 Ｔ６ １ 抑 制 细菌 粘 附 而 不 影 响 骨 细胞 的功 ｉ ４ ＡＶ 能＿ 。体外和体内试验均证明紫外照射提高钛骨传 ３ 导能力 ， 这一作用 可能与紫外照射去 除氧化钛 表面 的