骨科感染的治疗和骨骼功能的恢复是现代医学领域面临的重大挑战。世界卫生组织报告显示,全球每年约有150万严重骨感染病例。传统临床实践中长期使用抗生素可能导致抗微生物耐药性的增加,而生物膜引发的炎症反应也会阻碍组织愈合过程,使骨科感染治疗尤为棘手。
研究团队通过等离子体浸没离子注入技术,实现了一步式制备含钴元素的钛基植入物。这些植入物具有出色的生物物理适应性,能够调节免疫功能,促进感染性骨缺损的愈合与组织再生。研究表明,此类植入物有效地破坏了细菌生物膜的形成,以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌为例,其粘附率降低了80%以上,展现出显著的抗菌活性。研究发现,这种新材料促使巨噬细胞转变为有助于组织愈合的表型,形成了有益于骨骼重建的免疫微环境,并表现出降低TRAP酶活性的倾向。研究分析了钴元素如何通过影响骨免疫反应,引导骨髓间充质干细胞向成骨方向分化,为发展骨修复材料提供了强有力的实验证据。
科研人员表示,这项研究获得的基因组学数据揭示了潜在的通路,识别该通路为从分子维度理解材料调节巨噬细胞极化提供了支持,从而验证了含钴钛合金材料在骨修复与免疫调节方面的治疗潜力。
(中国科学技术大学供图)
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