蟬風(fēng)的3D打印PEKK植入物可減少無(wú)抗生素細(xì)菌感染

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責(zé)任編輯：傳說(shuō)的落葉時(shí)間：2017-10-19 14:21

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[導(dǎo)讀]在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了5天的實(shí)驗(yàn)后，PEKK樣本的表皮葡萄球菌的數(shù)量比它的同類相對(duì)應(yīng)的少了37%。

來(lái)自波士頓東北大學(xué)(MA)和中國(guó)溫州醫(yī)科大學(xué)的一組研究人員從蟬翼上獲得靈感，開(kāi)發(fā)利用PEKK塑料制成的抗感染3D打印骨科植入物。

在骨科植入物中，接受植入物的病人可能會(huì)受到感染，因?yàn)樗麄凅w內(nèi)有一種無(wú)機(jī)器官。通常情況下，抗生素是用來(lái)對(duì)抗引起感染的細(xì)菌，盡管這些細(xì)菌的作用越來(lái)越小。

一種解決辦法是不斷更新抗生素，以跟上細(xì)菌的步伐，但有一組研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)制造具有抗菌特性的植入物，可以將感染消滅在萌芽狀態(tài)。

由Mian Wang、Mian Wang和Thomas J. Webster組成的研究團(tuán)隊(duì)受到了“蟬”的啟發(fā)——你知道，那些從地面上冒出來(lái)的巨大的蟲(chóng)子，在夏天的時(shí)候，它們的翅膀有特殊的地形特征，可以幫助它們自然地抵御細(xì)菌。

通過(guò)研究蟬翼的翅膀，研究人員意識(shí)到他們可以通過(guò)3D打印來(lái)模擬納米結(jié)構(gòu)的表面，從而制造出抗菌的植入物。

這項(xiàng)研究的另一個(gè)重要部分是使用PEKK(聚醚-酮-酮)作為一種材料。正如這項(xiàng)研究所解釋的那樣，“一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的表面是在聚醚醚酮(PEKK)上制造的，這是一種新的骨科植入化學(xué)，由帶有隨機(jī)間隔的納米孔組成。”

在PEEK和PEKK樣品上表皮葡萄球菌的活/死測(cè)定

3D打印的PEKK樣本是由牛津的性能材料提供的，使用其OsteoFab技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)試了許多常見(jiàn)的細(xì)菌類型，特別是與PEEK（一種標(biāo)準(zhǔn)矯形工業(yè)材料）制成的樣品進(jìn)行了比較。

幾天之后，PEKK的樣本顯示了一些驚人的結(jié)果。例如，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了5天的實(shí)驗(yàn)后，PEKK樣本的表皮葡萄球菌的數(shù)量比它的同類相對(duì)應(yīng)的少了37%。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在一天的文化之后，假單胞菌的數(shù)量減少了28%，而另一種細(xì)菌則是在一天的文化之后，在五天之后，再增加50%。令人驚奇的是，所有這些細(xì)菌的減少都是在沒(méi)有抗生素的情況下完成的。

“這項(xiàng)研究首次證明了納米結(jié)構(gòu)的PEKK對(duì)許多抗感染矯形植入物應(yīng)用的承諾，”該研究的摘要閱讀。

研究結(jié)果表明，使用3D打印納米結(jié)構(gòu)和PEKK材料有可能減少由矯形植入物引起的細(xì)菌感染的數(shù)量?？紤]到感染不斷增加，并且可以引發(fā)昂貴的修復(fù)手術(shù)的需要，3D打印解決方案似乎是及時(shí)的。

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