發(fā)布時間：2020-11-21 09:52

　　 目的骨科內(nèi)植物置入人體后,術(shù)中或宿主血行播散來的細菌在材料表面容易定植,并大量增殖,形成細菌生物被膜立體結(jié)構(gòu),再通過細菌播散到遠處增殖,循環(huán)往復(fù),形成細菌生物被膜生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致治療失敗,成為臨床棘手的難題。骨科內(nèi)植物金屬如鈥合金作為一個無機體,缺乏自身抗感染性能。本研究擬通過離子注入技術(shù)對鈦合金進行表面改性,在其表面注入銅離子,并以注入銀離子為對照來探索銅離子注入改性后的鈦合金抑制細菌生物被膜形成作用。方法通過金屬蒸汽真空弧(Metal Vapor Vacuum Arc,MEVVA)離子注入技術(shù),對鈦合金表面進行銅離子注入。利用掃描電鏡(SEM)觀察表面形態(tài);通過能譜儀(EDS)與XPS元素分析鈦合金表面注入銅元素含量。利用結(jié)晶紫染色與激光共聚焦顯微鏡方法,觀察不同離子注入后欽合金抑制細菌生物被膜與表面存活細菌的比例。分析解放軍總醫(yī)院骨科關(guān)節(jié)相關(guān)感染病原譜,針對常見病原菌,使用實時熒光定量PCR技術(shù)檢測金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌細菌生物被膜形成相關(guān)基因icaADR和aap基因轉(zhuǎn)錄水平,檢測改性后鈦合金抑制細菌生物被膜形成能力,采用體外細胞增殖實驗驗證材料的生物安全性。在內(nèi)植物置入后骨髓炎大鼠模型上,結(jié)合感染的影像學(xué)評分,檢測離子注入后欽合金材料的抑制細菌感染作用。結(jié)果通過金屬蒸汽真空弧離子注入技術(shù),可以在鈦表面定植納米顆粒銅;注入后在鈦合金表面能夠檢測到相應(yīng)的銅元素,定植銅元素粒子數(shù)量與注入時間成正比。銅離子注入鈦合金抑制了金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌在鈦表面形成生物被膜,降低了內(nèi)植物感染的發(fā)生率。通過檢測細菌生物被膜形成有關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平檢測,證實銅離子注入鈦合金能有下調(diào)icaAD和aap基因轉(zhuǎn)錄水平,上調(diào)了阻遏子基因icaR的轉(zhuǎn)錄水平;體外細胞增殖實驗實驗證實材料沒有明顯的細胞毒性作用。在大鼠脛骨細菌感染模型上,通過大鼠動物體內(nèi)實驗證實了銅離子注入鈦合金能夠降低骨科感染影像學(xué)評分,降低感染組織的活菌計數(shù),實現(xiàn)抑制細菌感染的功能;大鼠的肝腎臟器沒有出現(xiàn)病理學(xué)改變。結(jié)論通過MEVVA技術(shù),我們可以在鈦表面可控的定植納米銅元素金屬粒子,賦予鈦合金抑制金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌細菌生物被膜形成的能力,在宏觀和基因轉(zhuǎn)錄水平上均證實能有抑制葡萄球菌生物被膜形成,體外和體內(nèi)實驗證實該材料沒有明顯毒性,生物相容性好。
【學(xué)位單位】：中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R68;R318.08
【部分圖文】：

?解放軍醫(yī)學(xué)院博士學(xué)位論文???由山東威高骨科公司生產(chǎn)的Ｔｉ６Ａ１４Ｖ鈦合金棒材作為基體材料，標準為??ＧＢ／Ｔ?１３８１０－１９９７，成分見表?１－１???表１－１鈦合金質(zhì)量百分比組成???標準?Ａ１?Ｖ?Ｆｅ?Ｃ?Ｎ?Ｈ?０??ＥＬＩＡＳＴＭＦ１３６?５．５￣６．５?３．５—４．５?０．３?０．０８?０．０５?０．０１２?０．１３??ＩＳＯ?５８３２－３?５．５－６．７５?３．５—４．５?０．３?０．０８?０．０５?０．０１２?０．２??ＥＬＩ?ＧＢ?１３８１０?５．５－６．５?３．５￣４．５?０．２５?０．０８?０．０３?０．０１２?０．１３??２）將鈦合金金屬片打磨拋光，研磨至表面粗糙度Ｒ＜〇．１。??１．２離子注入實驗??１．２．１離子注入設(shè)備??北京師范大學(xué)低能核物理學(xué)院金屬蒸汽真空弧離子源（ＩＩＡ－Ｈ源）強流金屬離??子注入機上加工。??

才能具備相應(yīng)的性質(zhì)。對于金屬材料，離子質(zhì)量百分比達到１．０％可實現(xiàn)改性效果。??本研宄擬注入量按照１０１７與１０１８ｉｏｎｓ／ｃｍ目標量來加工，具體參數(shù)如表１－２所示，具??體過程如圖１－３。???表１－２?Ｃｕ、Ａｇ離子注入加工參數(shù)???指標￣真空度?加速電＂＂＂觸發(fā)電￣￣Ｍ?平均電注入能￣￣束流密￣???§?＆?荷態(tài)量?度??數(shù)值?３．０＊?丨０－３?４０ｋＶ?ＩＫＹ?６ｋＶ?８０Ｖ?２．１?８０ｋｅＶ?２ｍＡ??１１??

１．２．４掃描電鏡（ＳＥＭ）觀察表面特征??掃描電鏡（日本日立公司Ｘ－６５０型）觀察試樣表面的形貌；采用ＥＤＳ能譜對離子??注入后加樣進行成分分析將待觀測的樣品，按照下圖所示（圖１－４），現(xiàn)在盤托上貼??上導(dǎo)電膠，后將樣品貼到盤托上，然后在貼上導(dǎo)電膠，進電子顯微鏡觀測。所有樣??品中表面有羥基磷灰石的金屬片，即ＨＡ組，由于羥基磷灰石不導(dǎo)電，不能直接利??用ＳＥＭ觀察，進行了噴金后再觀察。噴金所用儀器（日立Ｅ－１０４５）如下圖（圖１－４）。??ＸＰＳ儀原理如示意圖（圖１－５）。??［ｌｉ?＿Ｈｋｉ／?／Ｉｄ??ＭＬ，，??圖１－４掃描電子顯微鏡與Ｅ－１０４５噴金儀器??１２??
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王旭東;胡海波;王振山;黃浩;趙振營;;中藥對細菌生物被膜作用機制的研究進展[J];現(xiàn)代藥物與臨床;2019年07期

2 王洪彬;朱利霞;于秀劍;高桂生;史秋梅;吳同壘;;細菌生物被膜研究進展[J];動物醫(yī)學(xué)進展;2019年09期

3 丁雙元;官麗莉;馬紅霞;劉樹明;;大環(huán)內(nèi)酯類抗生素對細菌生物被膜作用的研究進展[J];黑龍江畜牧獸醫(yī);2018年03期

4 李金朋;李小康;樊擎瑩;范澤鈺;溫文彥;汪洋;;細菌生物被膜清除方法的研究進展[J];中國動物傳染病學(xué)報;2018年03期

5 王曉琴;;細菌生物被膜耐藥機制研究進展知多少[J];家庭生活指南;2019年05期

6 劉琳;譚小娟;賈愛群;;細菌群體感應(yīng)與細菌生物被膜形成之間的關(guān)系[J];微生物學(xué)報;2012年03期

7 聶鑫;高原;;細菌生物被膜檢測方法研究進展[J];黑龍江畜牧獸醫(yī);2012年21期

8 柏宏堅,徐衛(wèi);細菌生物被膜及相關(guān)感染[J];國外醫(yī)學(xué).呼吸系統(tǒng)分冊;2001年02期

9 屈常林;高洪;趙寶洪;陳超;;細菌生物被膜與抗生素耐藥機制研究進展[J];動物醫(yī)學(xué)進展;2008年03期

10 王睿;細菌生物被膜的產(chǎn)生與臨床意義[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2004年22期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 彭海文;銅離子注入鈦合金抑制細菌生物被膜形成的研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院;2019年

2 譚玉龍;N-乙酰氨基葡萄糖苷酶及其殼聚糖納米材料固定化酶抗細菌生物被膜作用研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

3 張榮榮;銅綠假單胞菌表面粘附及運動機制的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

4 于旭紅;夫西地酸與磷霉素對MRSA生物被膜感染聯(lián)合效應(yīng)研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學(xué)院;2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 侯方杰;一氧化氮調(diào)節(jié)金黃色葡萄球菌生物被膜形成的作用機制探討[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 鄒志慧;納米銀離子對銅綠假單胞菌生物被膜的細菌死亡率及其結(jié)構(gòu)的影響[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2009年

3 郭滿;蟾酥對金黃色葡萄球菌抑菌作用及機理的初步研究[D];牡丹江師范學(xué)院;2015年

4 王玉真;幾種天然呋喃酮化合物的合成及其細菌生物被膜抑制活性研究[D];暨南大學(xué);2011年

5 康秀敏;嗜麥芽窄食單胞菌生物被膜相關(guān)基因的功能基因組學(xué)篩選和調(diào)控分子機理[D];北京理工大學(xué);2015年

6 易彩虹;大腸埃希菌生物被膜形成能力測定及其耐藥性分析[D];天津醫(yī)科大學(xué);2016年

7 劉靜;大環(huán)內(nèi)酯類及β-內(nèi)酰胺類藥物對豬鏈球菌生物被膜的體外作用研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

8 梁歌宏;嗜麥芽窄食單胞菌生物被膜的鑒定和抗生素的體外抗菌活性研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2008年

9 范燕;磷霉素與氨基糖苷類藥物對銅綠假單胞菌生物被膜的聯(lián)合效應(yīng)及對氨基糖苷類藥物腎毒性的影響[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學(xué)院;2007年

10 王靜慧;血根堿對細菌生物被膜的作用研究[D];浙江工商大學(xué);2012年

本文編號：2892838