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用于骨科植入物的抗菌涂层可防止危险感染

北卡罗来纳州达勒姆——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将其涂在骨科植入物上,从而消除植入物周围感染的机会。

在小鼠的早期试验中,涂层可以防止所有后续感染,即使没有将抗生素注入血液,这是目前的护理标准。20天后,涂层并没有降低骨骼与植入物融合的能力,并被身体完全吸收。

结果于 9 月 16 日在线发表在《自然通讯》杂志上。

该项目始于杜克大学生物医学工程教授塔蒂亚娜·塞古拉 (Tatiana Segura),她会见了加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院临时主席兼执行医学主任尼古拉斯·伯恩塔尔 (Nicholas Bernthal),他专门研究小儿骨科肿瘤学和外科手术。他告诉 Segura,许多接受骨癌治疗的儿童都切除了大部分骨骼,然后需要进行骨科植入。但由于患者通常也在接受化疗,他们的免疫系统较弱,特别容易受到植入物表面细菌的侵害。

“这些孩子面临着接受化疗还是挽救他们的肢体,甚至有时需要截肢才能生存的选择,这对我来说听起来很可怕,”塞古拉说。“他们真正需要的只是在植入物上摩擦以阻止感染发生,因为预防感染比治疗感染容易得多。因此,我们提出了这种涂层技术,希望能提供解决方案。”

然而,植入物感染并非儿童或癌症患者所独有。例如,对于关节置换手术,感染发生在 1% 的初次手术和高达 7% 的翻修手术中,这需要重复翻修手术和长期静脉注射抗生素。然而,治疗并不总是有效,因为这些患者的五年死亡风险高于诊断出患有 HIV/AIDS 或乳腺癌的患者。据估计,仅在美国,植入物感染每年就给医疗保健系统造成超过 86 亿美元的损失。

治疗这些感染的部分挑战是细菌会在植入物表面定居。这意味着没有血管流经细菌菌落,以输送流经患者静脉的抗生素。唯一的办法通常是移除原始植入物,这通常是最好的选择。

一些医生采用了他们自己的解决方案,例如在缝合手术伤口时使用抗生素粉,或在用于将植入物固定到位的骨水泥中注入抗生素。这些策略都没有被证明在临床上有效。植入物制造商还可以选择在他们的设备中添加抗生素特性。但这会大大缩短产品的保质期,并且还需要一个漫长而复杂的 FDA 批准过程,因为植入物随后将采用新的分类。

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