بازسازی نواقص استخوانی عفونی با میکروسفیرهای سازگار استخوانی دارای فعالیت ضد باکتریایی
تاریخ انتشار: شنبه 17 آذر 1397
| امتیاز:
تیمار نواقص استخوانی عفونی هنوز یک چالش بالینی بزرگ محسوب می شود و طراحی ایمپلنت های استخوانی با فعالیت ضد باکتریایی و اثرات استخوان زایی امروز به عنوان یک استراتژی قوی برای کنترل عفونت و بهبود استخوان مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، میکروسفیرهای زیست تخریب با ساختار متخلخل از یک بلوک کوپلیمر آبدوست و مرکب از بلوک پلی(ال-لاکتید) و پلی(اتیل گلیکول) ساخته شد. بعد از پوشیده شدن سطح با پلی دوپامین الهام گرفته از صدف های دو کفه ای، میکروسفیرها با یک نانو نقره و از طریق احیای نیترات نقره و آپاتیت از طریق معدنی شدن زیستی در یک توالی، بارگیری شدند. در مقادیر بارگیری بهینه، میکروسفیرهای بارگیری شده با نانو نقره اثرات مطلوبی را روی تکثیر و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان نشان دادند و این برخلاف فعالیت ضد باکتریایی قوی و حفاظت کننده آن ها در ارزیابی های آزمایشگاهی بود. برای نواقص با اندازه حیاتی(φ = 8 mm) در جمجمه رت که از پیش با استافیلوکوکوس اورئوس آلوده شده بود، پر کردن میکروسفیرهای دو منظور یک راه موثر را برای کشت باکتری ها در شرایط درون تنی نشان داد و به طور هم زمان تشکیل استخوان جدید را به طور موثر در راستای تخریب میکروسفیرها پیش برد. بنابراین، نتایج نشان داد که میکروسفیرهای زیست تخریب پذیر با فعالیت های القا کنندگی استخوانی و ضد باکتریایی، گزینه خوبی برای درمان نواقص استخوانی عفونی است.
Biomater Sci. 2018 Nov 23. doi: 10.1039/c8bm00903a. [Epub ahead of print]
Regenerating infected bone defects with osteocompatible microspheres possessing antibacterial activity.
Wei PF1, Yuan ZY1, Jing W1, Guan BB2, Liu ZH3, Zhang X3, Mao JP4, Chen DF5, Cai Q1, Yang XP1.
Abstract
Treatment of infected bone defects still remains a formidable clinical challenge, and the design of bone implants with both anti-bacterial activity and -osteogenesis effects is nowadays regarded as a powerful strategy for infection control and bone healing. In the present study, bioresorbable porous-structured microspheres were fabricated from an amphiphilic block copolymer composed of poly(l-lactide) and poly(ethyl glycol) blocks. After being surface coated with mussel-inspired polydopamine, the microspheres were loaded with nanosilver via the reduction of silver nitrate and apatite via biomineralization in sequence. At optimized loading amounts, the nanosilver-loaded microspheres showed no unfavorable effects on the proliferation and differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells despite preserving strong antibacterial activity in in vitro evaluations. For the critical-sized defects (φ = 8 mm) in the rat cranium that was pre-infected with Staphylococcus aureus, the filling of the dual-purpose microspheres demonstrated an effective way to kill bacteria in vivo, and in the meantime, it promoted new bone formation efficiently alongside the degradation of microspheres. Thus, the results suggested that bioresorbable microspheres with both osteoconductive and antibacterial activities were a good choice for treating infected bone defects.
PMID: 30467569