基于透明质酸酶活性的感染微环境响应型抗菌涂层的制备

目的:在骨内植入物表面制备一种可以实现酶和细菌响应性释放抗生素的抗感染涂层。方法:通过层层组装技术在基材表面成功负载(MMT/HA-VA)_(5)涂层结构,观察其表面粗糙度变化情况;并在其与细菌和酶接触后,观测其表面形貌、抑菌环大小和涂层厚度。通过检测细菌内容物含量评价多层膜涂层的抗菌效果;通过细胞实验和动物实验测试其生物相容性和体内抗菌效果。结果:随着抗菌涂层组装的进行,(MMT/HA-VA)_(5)和(MMT/HA-VA)_(1)相比表面粗糙度有所增加(P<0.05)。涂层与酶或细菌接触后,发生不同程度的崩解,抑菌环和涂层厚度的变化也呈现出浓度依赖性(P<0.05)。抗菌性能测试中,在每个时间点,(MMT/HA-VA)_(5)组中的胞外碱性磷酸酶、钾离子、蛋白质和核酸含量均高于空白组(P<0.05)。细胞相容性实验显示涂层浸提液对MC3T3细胞肌动蛋白丝和细胞核无明显不良反应。大鼠体内抗菌实验感染组和(MMT/HAVA)5组间TNF-α水平差异有统计学意义(P<0.05),而(MMT/HA-VA)_(5)组和空白组间TNF-α水平差异无统计学意义(P>0.05)。在感染组克氏针表面检测出大量细菌,而(MMT/HA-VA)_(5)组和空白组则未能检测出。骨组织HE染色在感染组中发现大量炎症细胞,而(MMT/HA-VA)_(5)组和空白组骨组织结构均正常。结论:(MMT/HA-VA)_(5)复合物多层膜抗菌涂层能够根据感染的严重程度,自动调控抗生素缓释的剂量,可以实现骨内植入物相关感染的精准预防和高效杀菌。