骨科植入物表面纳米管载药及其抗感染性能研究

项目名称： 骨科植入物表面纳米管载药及其抗感染性能研究

项目编号： No.31271015

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 生物科学

项目作者： 汤亭亭

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 防治骨科术后感染已受到高度的关注，其手段很多，其中内植物表面的纳米化改性就是有效途径之一。前期的研究结果表明，纳米化的钛表面相对于普通钛表面更有利于骨前体细胞的增殖，同时明显抑制细菌生物膜在钛表面的形成；研制的新型壳聚糖季铵盐材料对骨科临床常见致病菌的黏附和生物膜形成均有较好的抑制作用。本研究将在上述研究基础上，通过体外研究和动物实验进一步探讨不同尺度的钛纳米管对临床上常见致病菌黏附和生物膜形成的影响及其机制；将新型壳聚糖季铵盐负载入钛纳米管，探讨载药表面对骨科常见致病菌形态及功能的影响，以及其表面的骨生物活性变化；分析微生物细菌和骨前体细胞在不同纳米表面的黏附和生长机制，最终研发出基于钛金属骨科植入物的最优纳米化表面及载药体系，形成阻止细菌定殖、防止植入物感染的自清洁材料表面，达到有效预防骨科植入物感染同时促进与骨组织良好整合的目的。

中文关键词： 骨科植入物；纳米管；载药；抗感染；骨整合

英文摘要： ? Prevention and treatment of orthopedic infections after surgery has been highly concerned. Nano-modification or drug-loading system on the implant surface is one of the main promise methods. Our previous study have showed that nano-titanium surface obviously promoted the proliferation of osteoprogenitor cells and inhibited the bacterial biofilm formation compared to non-modified titanium surface. We also synthesised a new quaternized chitosan which could inhibit the bacterial adhesion and biofilm formation on the implant. Based on these results, this study will further investigate the effects of titanium nanotube with different topography on the adhesion and biofilm formation caused by common clinical pathogens. The quaternized chitosan will be loaded into titanium nanotube to enhance their antibacterial effect. We will also evaluate the osteogenic activity of nanosurface and drug loading system. Meanwhile the adhesive and growth mechanism of the bacteria and osteogenic precursor cells on titanium nanotube surface will be analysed. Finally, the animal study will be done to find if the new self-clean surface on the implant could prevent orthopaedic infections and promote better osteointegration between the implant and bone.

英文关键词： Orthopaedic implant；Nanotube；Drug loading；Anti-infections；Osseointegration