新的银激光表面改性工艺为钛骨科器械提供抗菌防御

根据Langmuir上发表的一篇论文，普渡大学工程师开发的一项正在申请专利的工艺可以改善每年接受骨科和创伤手术的超过 600 万人的生活质量。

当在关节置换手术和脊柱融合手术等手术中将杆、板、螺钉和其他装置嵌入人体时，感染是一种主要的并发症。大多数感染的发生是因为设备的钛 植入物表面具有较差的抗菌和骨诱导特性;骨诱导是促进骨形成的过程。

普渡大学材料工程学院助理教授 Rahim Rahimi 创造了一种工艺，将银固定在钛骨科器械的植入物表面，以改善抗菌性能和细胞整合。该过程可以在许多当前使用的金属植入物表面上实施。

针对革兰氏阳性(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性(大肠杆菌)细菌测试了带有激光固定银的激光纳米纹理钛表面的抗菌功效。观察到表面具有有效且稳定的抗菌性能超过六天。与原始钛植入物表面相比，激光纳米纹理钛表面的骨整合性能也提高了 2.5 倍。

“两步过程的第一步是在钛植入物表面上创建分层纳米结构，以增强骨细胞的附着，”拉希米说。“第二步将具有抗菌特性的银固定在钛植入物表面。

“该技术不仅使我们能够将抗菌银化合物固定在钛植入物的表面，而且还提供了一种独特的表面纳米纹理，可以更好地沉淀附着矿化。

“这些独特的特性将改善植入物的效果，包括降低感染风险和减少设备故障等并发症。”

Rahimi 说，解决由植入式骨科设备引起的感染的传统方法通常使用抗生素或其他具有自身相关并发症的表面修饰。

“这些传统的药物涂层无法实现长期的抗菌保护，因为大部分装载的药物会在短时间内释放出来，”Rahimi 说。“在植入物相关感染中也经常发现混合微生物;选择覆盖广谱的杀菌剂至关重要。”

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