Новый силиконовый ортопедический материал обладает собственной антимикробной способностью, а слияние золотистого стафилококка достигает 78%.

Предыстория исследования и конструкция материала

Полиметилметакрилат (PMMA) костный цемент является распространенным материалом для стационарных ортопедических имплантатов, но его поверхность уязвима для бактерий и образования биопленки, что является одной из проблем, с которыми сталкивается клиническая клиника. Чтобы найти альтернативу, команда сосредоточилась на силиконовых алкильных полимерах, которые ранее использовались в стоматологических композициях. По сравнению с PMMA этот тип композитов характеризуется низкой усадкой, низкой теплополимеризацией и низкой токсичностью, а также имеет потенциал для снижения восприимчивости бактерий. Исходя из этого, исследователи разработали новый силиконовый алкильный материал для ортопедических применений с двойной инициирующей системой, состоящей из платинового катализатора и поверхностно – модифицированного стеклянного наполнителя иттрия – алюминия – силиката. В отличие от костного цемента PMMA, исследование систематически оценивало антибактериальные свойства материала.

Антимикробные свойства и поверхностные характеристики

В различных статических и динамических моделях этот силиконовый ортопедический биологический материал снижает адгезию золотистого стафилококка на 60 – 78% (p & lt; 00001). Чтобы исследовать антибактериальные источники, исследователи представили поверхность обоих материалов с помощью профилографа, спектрального анализа энергии (EDS) и измерения угла контакта, а также провели испытания минимальной антибактериальной концентрации (MIC) на компонентах материала, изучая влияние изменений состава на бактериальную адгезию. Результаты показали, что ключевые свойства, снижающие восприимчивость бактерий, включают в себя более высокую гидрофобность, значительно более низкую шероховатость поверхности и остатки платины после катализа. Добавление химических катализаторов, содержащих платину, играет важную роль в уменьшении бактериальной адгезии (p = 0004).

Значение для промышленности полимерных добавок

Исследование предлагает путь к антимикробной конструкции медицинских высокомолекулярных материалов, не зависящих от антибиотиков. Для составов и переработчиков, занимающихся разработкой медицинских материалов, результаты показывают, что поверхностные свойства – гидрофобность и шероховатость – и остатки каталитической системы могут стать важной отправной точкой для регулирования адгезии бактерий. В медицинских высокомолекулярных системах выбор таких вспомогательных веществ, как стабилизация и антиоксиданты, обычно должен учитывать стабильность обработки и конечное поверхностное состояние; Хотя это исследование напрямую не связано с антиоксидантами, его акцент на химии и морфологии поверхности соответствует стремлению к поверхностным свойствам материала при проектировании вспомогательных составов. Исследователи считают, что этот силиконовый эпоксикостный цемент с внутренней способностью подавлять адгезию бактерий, как ожидается, обеспечит эффективный способ уменьшить инфекцию вокруг ортопедического протеза без повышения устойчивости к антибиотикам. Последующие исследования по – прежнему необходимы для проверки его клинически значимых свойств и долгосрочной эффективности.

Источник: Intrinsic Antimicrobial Properties of a Novel Silorane‐Based Material for Orthopedic Applications， Обработано химикатами Herun.