杜勒姆,北卡罗来纳州——杜克大学和加州大学洛杉矶分校的生物医学工程师和外科医生展示了一种抗生素涂层,可以在手术前几分钟应用于骨科植入物,从而消除植入物周围感染的机会。在小鼠的早期试验中,这种涂层防止了所有随后的感染,即使不向血液中注入抗生素(这是目前的护理标准)。20天后,涂层没有降低骨头与植入物融合的能力,完全被身体吸收。

加州大学洛杉矶分校整形外科的住院医生克里斯托弗·哈特(Christopher Hart)说:“我们已经证明,一种即时的、释放抗生素的涂层可以保护植入物免受细菌的侵袭,并且可以在手术室快速安全地应用,而不需要修改现有的植入物。”他帮助进行了这些实验。

这种新的抗菌涂层由两种聚合物组成,一种是防水的,另一种是与水混合良好的。两者都与医生选择的抗生素溶液结合,然后通过浸渍、涂涂或喷涂的方式直接应用于骨科植入物。当暴露在明亮的紫外线下时,这两种聚合物结合在一起并自我组装成网格状结构,从而捕获抗生素。

该反应是“点击化学”的一个例子,这是一种描述在室温下快速发生的反应,只产生单一反应产物,有极高的收率,发生在单一容器内的反应的一般方式。

“这种‘智能’和‘可点击’的聚合物涂层能够保护植入物不受细菌感染,并使个性化方法成为可能。”

化学聚合物网格对金属也有亲和力。对不同类型植入物的测试表明,在手术过程中涂层很难被擦掉。然而,一旦进入人体,这种情况就会导致聚合物降解,在两到三周的时间内慢慢释放抗生素。

研究人员还没有在大型动物身上测试他们的涂层。由于体型较大的动物,如人类,骨骼较大,需要更大的植入物,因此有更大的表面积来防止细菌感染。但研究人员相信他们的发明能够完成任务,并计划采取必要的步骤将该产品商业化。

Bernthal说:“我们相信这项跨学科的工作代表了外科植入物的未来,它提供了一种应用点涂层,将植入物从感染热点转变为‘智能’抗菌治疗。”“你只需要用感染的植入物治疗一个病人,就能意识到这对病人的护理有多大的改变——挽救许多人的生命和肢体。”

该研究结果于9月16日发表在该杂志的网络版上自然通讯