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碘涂层骨科钛内植物的制备及抗菌性能的评估

Preparation of the iodine-coating titanium implant in orthopedics and evaluation of antibacterial activity

摘要:

目的 通过电泳沉积法在钛克氏针上进行碘的负载,并验证其抗菌性能.方法 采用电泳沉积法对钛克氏针表面进行碘的负载以制备碘涂层钛克氏针,分别配制1 000 ppm、2 000 ppm、4 000 ppm聚维酮碘水溶液(l ppm=1 mg/kg=1 mg/L)为电解液,经抛光打磨后的钛克氏针作为阳极,铂片作为阴极,在200V的电压下电泳沉积30 min,再用蒸馏水进行超声清洗后烘干,分别制得3种含碘量不同的碘涂层骨科钛克氏针.通过扫描电镜及能谱分析,研究碘涂层钛克氏针的表面征象及成分结构.体外抗菌实验分组:未涂层钛克氏针10根对照组,1 000 ppm碘涂层钛克氏针10根,2000 ppm碘涂层钛克氏针10根,4 000 ppm碘涂层钛克氏针为10根.分别将钛针浸没在106 CFU/ml的金黄色葡萄球菌(ATCC25923)菌悬液中,以便金葡菌充分的接种在钛针表面.在37°C下细菌培养箱中放置6h后取出,再利用超声震荡将生长在钛针表面的细菌震荡下来,稀释10000倍后取100μl菌液涂抹在琼脂培养基中进行培养(37℃),24h后观察、计数菌落数量.结果 电泳沉积法制备的3种碘含量不同的碘涂层钛克氏针外观呈褐色,表面覆盖均匀的含碘化合物涂层,膜层结构稳定,超声清洗后无脱落.电镜下观察可见钛克氏针表面大致均匀覆盖一层较为致密的涂层,外观结构较为平整,并可见散在分布些许轻度陷凹,能谱仪分析结果提示1 000 ppm组、2 000 ppm组、4 000 ppm组的表面涂层碘含量依次为4.38 wt%、9.05 wt%、14.48wt%.利用超声震荡将生长在钛针表面的细菌震荡下来,其菌液经稀释、涂布、培养24h后行CFU计数,可见随着碘涂层含量的上升,其抗菌性能不断的提升,差异有统计学意义;其中含碘量14.48 wt%的碘涂层内植物的抗菌性能超过对照组1个数量级以上.结论 利用电泳沉积法制备碘涂层钛针,经电镜扫描观测表征、能谱仪分析元素结构、定量测定,证明碘的成功负载;体外抗菌性能评估证明,在实验室条件下碘涂层钛针的抗菌性能优于普通钛针.

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作者: 杨秀 [1] 陈能阜 [1] 方建清 [2] 万兵文 [2] 肖杰 [1] 陈庆泉 [1] 王万明 [1]
期刊: 《中华骨科杂志》2018年38卷22期 1366-1373页 ISTICPKUCSCDCA
栏目名称: 基础研究
DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2352.2018.22.003
发布时间: 2018-12-26
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