Vật liệu chỉnh hình dựa trên siloxane mới có tính kháng khuẩn, độ bám dính Staphylococcus aureus giảm 78%

Bối cảnh nghiên cứu và thiết kế vật liệu

Xi măng xương polymethyl methacrylate (PMMA) là vật liệu thường được sử dụng để cố định cấy ghép chỉnh hình, nhưng bề mặt của nó dễ bị vi khuẩn bám vào và tạo thành màng sinh học, đây là một trong những vấn đề lâm sàng phải đối mặt. Để tìm ra giải pháp thay thế, nhóm nghiên cứu đã xem xét các polyme dựa trên siloxane trước đây được sử dụng trong vật liệu tổng hợp nha khoa. So với PMMA, lớp vật liệu composite này có các tính năng như co rút thấp, trùng hợp tỏa nhiệt thấp và độc tính thấp, và có tiềm năng làm giảm tính nhạy cảm của vi khuẩn. Trên cơ sở này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu dựa trên siloxane mới cho các ứng dụng chỉnh hình, sử dụng một hệ thống khởi tạo kép bao gồm chất xúc tác bạch kim và chất độn thủy tinh yttri-nhôm silicat biến đổi bề mặt. Các nghiên cứu được kiểm soát với xi măng xương PMMA và các đặc tính kháng khuẩn của vật liệu đã được đánh giá một cách có hệ thống.

Đặc tính kháng khuẩn và đặc điểm bề mặt

Trong một số mô hình tĩnh và động, vật liệu sinh học chỉnh hình siloxane này làm giảm sự bám dính của Staphylococcus aureus từ 60 đến 78% (p< 0,0001). Để tìm hiểu các nguồn kháng khuẩn, các nhà nghiên cứu đã mô tả bề mặt của cả hai vật liệu bằng máy đo đường viền, phân tích phổ năng lượng (EDS) và đo góc tiếp xúc và tiến hành thử nghiệm nồng độ kìm khuẩn tối thiểu (MIC) trên các thành phần của vật liệu, đồng thời kiểm tra ảnh hưởng của sự thay đổi thành phần đối với sự bám dính của vi khuẩn. Kết quả cho thấy các tính chất chính làm giảm tính nhạy cảm của vi khuẩn bao gồm: kỵ nước cao hơn, độ nhám bề mặt thấp hơn đáng kể và bạch kim còn lại sau khi xúc tác. Việc bổ sung các chất kích thích hóa học chứa bạch kim có tác dụng đáng kể trong việc giảm sự bám dính của vi khuẩn (p=0,004). Ý nghĩa của nó đối với ngành công nghiệp phụ trợ polymer Nghiên cứu này cung cấp một con đường không phụ thuộc vào kháng sinh để thiết kế kháng khuẩn của vật liệu polymer y tế. Đối với các công thức và người chế biến làm việc trong việc phát triển vật liệu y tế, kết quả cho thấy các tính chất bề mặt – kỵ nước và độ nhám – và dư lượng của hệ thống xúc tác có thể trở thành một tay cầm quan trọng để điều chỉnh sự bám dính của vi khuẩn. Trong hệ thống polymer y tế, việc lựa chọn các chất phụ trợ như ổn định thời tiết và chất chống oxy hóa thường cần tính đến sự ổn định xử lý và trạng thái bề mặt cuối cùng; Mặc dù nghiên cứu này không trực tiếp đề cập đến chất chống oxy hóa, nhưng sự nhấn mạnh của nó đối với hóa học bề mặt và hình dạng phù hợp với việc theo đuổi tính chất bề mặt của vật liệu trong thiết kế công thức phụ trợ. Các nhà nghiên cứu tin rằng xi măng xương epoxy siloxane này, vốn có khả năng ức chế sự bám dính của vi khuẩn, hứa hẹn sẽ cung cấp một cách hiệu quả để giảm nhiễm trùng xung quanh bộ phận giả chỉnh hình mà không làm tăng kháng kháng sinh. Tiếp theo vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn để xác minh tính năng liên quan đến lâm sàng và biểu hiện lâu dài của nó.

Nguồn:Intrinsic Antimicrobial Properties of a Novel Silorane‐Based Material for Orthopedic Applications， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.