预防措施骨科植入物的生物膜的形成

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生物膜、骨科植入物、骨科感染,植入合金,预防感染

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骨科植入物包括关节假体,内部和外部骨骨折固定系统和其他材料。几种类型的合金被用于骨科植入物组装,如不锈钢、钛合金、商业纯钛,氧化zirconium-niobium合金,cobalt-chromium-molybdenum合金。生物膜表面形成生物材料会造成棘手的implant-related感染。细菌粘附和生物膜的形成是受到早期所使用的生物材料的类型和植入物表面的物理特性1]。生物膜层作为保护剂的细菌菌落植入使他们更难以根除当使用标准的抗生素治疗(2]。植入物感染是毁灭性的后遗症导致巨大的成本,发病率和死亡率。利率periprosthetic联合感染后主要程序的范围从1到9%,这取决于类型的关节成形术,在臀部和肩膀假肢不到1%,约2%在膝关节假体,并在假肘约9%。periprosthetic联合感染的发病率达到显著更高层次的修改程序后(约40%3]。Mousa发现术后植入感染最常见的病原体铜绿假单胞菌和葡萄球菌epidermidis而厌氧细菌隔绝34%厌氧的情况下提供常规文化进行了所有情况下感染(4]。厌氧生物的高速率或恢复在骨科感染很可能与适当的收集、接种和培养的标本在厌氧条件下床边(5,6]。细菌物种的差异从植入先前的研究可能与感染流行病原体的品种在医疗设施,和足够的微生物方法的应用程序隔离的有氧和厌氧micoorganisms。然而,葡萄球菌物种被发现是最implant-related感染的病原体(7,8]。葡萄球菌epidermidis是皮肤微生物群的一部分已被认为是著名的骨科implant-related感染的病原体。特别能坚持生物材料表面,可以形成生物膜在许多植入物(9,10]。细菌生物膜可以扩大到10厘米的厚度11]。最终,许多物理、化学和生物的修改这些植入物已经被发达国家减少或预防术后感染的发病率和生物膜的形成。生物膜是由细菌植入物表面的粘附是第一步在植入物相关的生物膜感染的发病机理,形成生物材料表面的殖民化。生物膜是由细菌功能附加到一个整形植入物通过他们的表面结构,如鞭毛,pili菌毛,glycocalyx [12]。生物的行为,如骨整合及其抗菌活性,本质上取决于化学成分和形态的骨科植入物的表面。医疗植入物的表面处理由各种物理和化学技术试图以改善其表面性质,从而促进bio-integration和防止细菌粘附[13]。为了防止生物膜植入感染,正在开发的新策略,如抗感染或infective-resistant材料。Infection-resistant植入物也修改产生的生物材料表面给anti-adhesive属性,涂层抗菌物质的材料,结合antiadhesive和抗菌效果相同的涂层和设计材料能够反对生物膜的形成和支持骨修复(14]。户籍或等人进行实验研究的早期葡萄球菌生物膜的形成。他们建议细菌粘附和生物膜的形成是受到早期所使用的生物材料的类型和植入物表面的物理特性。这项研究表明,表面性质,如疏水性或cobalt-chromium-molybdenum合金的低表面自由能,在抑制或延迟可能有一些影响生物膜的二维扩展表面平滑度的相似度(15]。这是表明,葡萄球菌物种减少了坚持和创建一个生物膜层的能力相比,钛不锈钢或聚甲基丙烯酸甲酯(16]。这种效应揭示了钛的能力保持细菌植入物表面的分散使得细菌更容易抗生素(17]。这种分散抗菌效应使得钛合金成为最受欢迎的合金用于骨科植入物(2]。银纳米颗粒技术接收感兴趣在骨科领域的抗菌性。纳米银的抗菌效应被发现在创伤植入,肿瘤假体,骨水泥,也当结合羟磷灰石涂层(18]。Van der霍斯特等人建议全身性抗生素头孢曲松和高浓度的地方可能会消除高脓毒症。他们在老鼠身上试验研究,包括组合系统性的妥布霉素头孢曲松和当地政府或在预防庆大霉素显示显著的效率金黄色葡萄球菌生物膜的形成(19]。新开发的四价疫苗金黄色葡萄球菌结合抗生素演示了一个间隙率高达87.5%的细菌生物膜感染相比,22%仅在那些注射了疫苗20.]。就业的噬菌体,病毒感染和破坏细菌,最近调查的影响消除骨科植入物的生物膜。Yilmaz等人发现噬菌体增强抗生素的影响消除骨科植入物感染MRSA和铜绿假单胞菌在大鼠模型(21]。

引用

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