Pou pasyan ki sibi operasyon implant òtopedik, enfeksyon bakteri ak repons iminitè enfeksyon-induit yo te toujou risk ki menase lavi yo.Materyèl byolojik konvansyonèl yo sansib a kontaminasyon byolojik, ki lakòz bakteri anvayi zòn ki blese a epi lakòz enfeksyon apre operasyon.Se poutèt sa, gen yon bezwen ijan yo devlope anti-enfeksyon ak kouch iminitè chape pou enplantasyon òtopedik.Isit la, nou te devlope yon teknoloji avanse modifikasyon sifas pou enplantasyon òtopedik yo rele Sifas enplantasyon òtopedik grese (LOIS), ki se enspire pa sifas la lis nan krich plant krich.LOIS gen yon rezistans likid ki dire lontan ak fò nan yon varyete likid ak sibstans byolojik (ki gen ladan selil, pwoteyin, kalsyòm ak bakteri).Anplis de sa, nou konfime rezistans nan mekanik kont reyur ak fòs fikse pa simulation domaj la inevitab pandan operasyon an vitro.Te lapen zo mwèl enflamatwa femoral ka zo kase modèl la te itilize pou byen etidye dekale anti-byolojik ak kapasite anti-enfeksyon nan LOIS.Nou anvizaje ke LOIS, ki gen pwopriyete anti-biofouling ak rezistans mekanik, se yon etap pi devan nan operasyon òtopedik san enfeksyon.
Jodi a, akòz aje jeneral, kantite pasyan ki soufri maladi òtopedik (tankou ka zo kase granmoun aje, maladi jwenti dejeneratif, ak osteyopowoz la) te ogmante anpil (1, 2).Se poutèt sa, enstitisyon medikal bay gwo enpòtans nan operasyon topedik, ki gen ladan enplantasyon topedik nan vis, plak, klou ak jwenti atifisyèl (3, 4).Sepandan, enplantasyon òtopedik tradisyonèl yo te rapòte yo sansib a adezyon bakteri ak fòmasyon biofilm, ki ka lakòz enfeksyon sit chirijikal (SSI) apre operasyon (5, 6).Yon fwa ke biofilm a te fòme sou sifas implant òtopedik, retire biofilm a vin trè difisil menm lè yo sèvi ak gwo dòz antibyotik.Se poutèt sa, li anjeneral mennen nan enfeksyon grav apre operasyon (7, 8).Akòz pwoblèm ki anwo yo, tretman enplantasyon ki enfekte yo ta dwe gen ladan reoperasyon, ki gen ladan retire tout enplantasyon ak tisi ki antoure;Se poutèt sa, pasyan an pral soufri gwo doulè ak kèk risk (9, 10).
Pou rezoud kèk nan pwoblèm sa yo, enplantasyon òtopedik ki elimine dwòg yo te devlope pou anpeche enfeksyon pa elimine bakteri ki tache ak sifas la (11, 12).Sepandan, estrateji a toujou montre plizyè limit.Li te rapòte ke enplantasyon alontèm nan enplantasyon dwòg-elution te lakòz domaj nan tisi ki antoure ak lakòz enflamasyon, ki ka mennen nan nekwoz (13, 14).Anplis de sa, solvang òganik yo ki ka egziste apre pwosesis fabrikasyon enplantasyon òtopedik ki elimine dwòg, ki se entèdi US Food and Drug Administration, mande pou etap pirifikasyon adisyonèl pou satisfè nòm li yo (15).Enplantasyon ki elimine dwòg yo difisil pou lage kontwole dwòg yo, epi akòz chaj limite dwòg yo, aplikasyon alontèm dwòg la pa posib (16).
Yon lòt estrateji komen se kouvwi implant la ak yon polymère antisalissure pou anpeche matyè byolojik ak bakteri nan konfòme yo ak sifas la (17).Pou egzanp, polymère zwitterionik te atire atansyon akòz pwopriyete ki pa adezif yo lè yo an kontak ak pwoteyin plasma, selil, ak bakteri.Sepandan, li gen kèk limit ki gen rapò ak estabilite alontèm ak rezistans mekanik, ki anpeche aplikasyon pratik li nan enplantasyon òtopedik, espesyalman paske nan grate mekanik pandan pwosedi chirijikal (18, 19).Anplis de sa, akòz gwo byokonpatibilite li yo, mank de bezwen pou operasyon retire, ak pwopriyete netwayaj sifas atravè korozyon, enplantasyon topedik ki fèt ak materyèl biodégradables yo te itilize (20, 21).Pandan korozyon, lyezon chimik ki genyen ant matris polymère yo kraze ak detache nan sifas la, epi aderan yo netwaye sifas la.Sepandan, anti-byolojik fouling pa netwaye sifas efikas nan yon kout peryòd de tan.Anplis de sa, materyèl ki pi absòbe ki gen ladan poly (asid laktik-asid glikolik copolymer) (PLGA), asid polilaktik (PLA) ak alyaj ki baze sou mayezyòm pral sibi byodegradasyon inegal ak ewozyon nan kò a, ki pral negatif afekte estabilite mekanik.(vennde).Anplis de sa, fragman yo plak biodégradables bay yon kote pou bakteri yo tache, ki ogmante chans pou enfeksyon nan kouri nan longè.Risk sa a nan degradasyon mekanik ak enfeksyon limite aplikasyon an pratik nan operasyon an plastik (23).
Sifas superhydrophobic (SHP) ki imite estrikti yerarchize fèy lotus yo te vin tounen yon solisyon potansyèl pou sifas anti-fouling (24, 25).Lè sifas SHP a benyen nan likid, bul lè yo pral bloke, kidonk fòme pòch lè epi anpeche adezyon bakteri (26).Sepandan, etid resan yo te montre ke sifas SHP a gen dezavantaj ki gen rapò ak rezistans mekanik ak estabilite alontèm, ki anpeche aplikasyon li nan enplantasyon medikal.Anplis, pòch lè yo pral fonn epi pèdi pwopriyete anti-fouling yo, kidonk sa ki lakòz adezyon bakteri pi laj akòz gwo sifas sifas SHP la (27, 28).Dènyèman, Aizenberg ak kòlèg li yo te prezante yon metòd inovatè nan kouch sifas anti-biofouling pa devlope yon sifas lis enspire pa plant krich Nepenthes (29, 30).Sifas la lis montre estabilite alontèm anba kondisyon idwolik, li trè likid repouse likid byolojik, e li gen pwopriyete pwòp tèt ou-reparasyon.Sepandan, pa gen ni yon metòd pou aplike yon kouch nan yon enplantasyon medikal ki gen fòm konplèks, ni li pwouve ke li sipòte pwosesis gerizon an nan tisi domaje apre enplantasyon.
Isit la, nou prezante yon sifas implant òtopedik grese (LOIS), yon sifas implant òtopedik mikwo/nano-estriktire ak byen konbine avèk yon kouch lubrifyan mens pou anpeche li asosye ak operasyon an plastik Enfeksyon bakteri, tankou ka zo kase fixation.Paske estrikti nan mikwo/nano-nivo fliyò fonksyonèl byen fèm fikse librifyan an sou estrikti a, LOIS la devlope ka konplètman repouse Adhesion nan divès kalite likid epi kenbe pèfòmans anti-fouling pou yon tan long.Kouch LOIS yo ka aplike nan materyèl divès kalite ki gen entansyon pou sentèz zo.Ekselan pwopriyete anti-biofouling LOIS kont bakteri biofilm [Pseudomonas aeruginosa ak methicillin ki reziste Staphylococcus aureus (MRSA)] ak sibstans byolojik (selil, pwoteyin ak kalsyòm) yo te konfime nan vitro.Pousantaj adezyon adezyon vaste nan substra a se mwens pase 1%.Anplis de sa, menm apre estrès mekanik tankou grate sifas rive, gerizon pwòp tèt ou ki te koze pa librifyan an penetrasyon ede kenbe pwopriyete anti-fouling li yo.Rezilta tès rezistans mekanik yo montre ke menm apre modifikasyon estriktirèl ak chimik, fòs total la pa pral siyifikativman redwi.Anplis de sa, yon eksperyans in vitro ki simulation estrès mekanik nan anviwònman an chirijikal te pote soti pou pwouve ke LOIS ka kenbe tèt ak divès kalite estrès mekanik ki rive pandan operasyon an plastik.Finalman, nou te itilize yon modèl ka zo kase femoral ki baze sou lapen, ki te pwouve ke LOIS gen pwopriyete siperyè anti-bakteri ak byokonpatibilite.Rezilta radyolojik ak istolojik konfime ke konpòtman ki estab grès machin ak pwopriyete anti-biofouling nan 4 semèn apre enplantasyon ka reyalize efikas anti-enfeksyon ak pèfòmans iminitè chape san reta nan pwosesis gerizon zo a.
Figi 1A montre yon dyagram chema nan LOIS devlope, ki se enplante ak estrikti mikwo / nano-echèl nan modèl la ka zo kase femoral lapen konfime ekselan anti-byolojik fouling li yo ak pwopriyete anti-enfeksyon.Yon metòd biomimetic te pote soti nan simulation sifas la nan yon plant po dlo, ak anpeche biofouling pa enkòpore yon kouch lubrifyan nan estrikti nan mikwo / nano nan sifas la.Sifas la sou fòm piki ak librifyan ka minimize kontak ki genyen ant sibstans byolojik ak sifas la.Se poutèt sa, akòz fòmasyon nan lyezon chimik ki estab sou sifas la, li gen ekselan pèfòmans antisalissure ak estabilite alontèm.Kòm yon rezilta, pwopriyete yo anti-biofouling nan sifas la lubrifyan pèmèt divès aplikasyon pratik nan rechèch byomedikal.Sepandan, rechèch vaste sou fason sifas espesyal sa a reyaji nan kò a poko fini.Lè w konpare LOIS ak substra toutouni nan vitro lè l sèvi avèk albumin ak bakteri biofilm, yo ka konfime ki pa adhesive LOIS (Figi 1B).Anplis de sa, pa woule ti gout dlo yo sou substra ki enkline a ak substra LOIS (Figi S1 ak fim S1), yo ka demontre pèfòmans nan kontaminasyon byolojik.Jan yo montre nan imaj la mikwoskòp fliyoresan, substra ekspoze a enkube nan yon sispansyon nan pwoteyin ak bakteri te montre yon gwo kantite materyèl byolojik konfòme yo ak sifas la.Sepandan, akòz ekselan pwopriyete anti-biofouling li yo, LOIS diman montre nenpòt fliyoresans.Yo nan lòd yo konfime pwopriyete anti-biofouling ak anti-enfeksyon li yo, LOIS te aplike nan sifas la nan enplantasyon topedik pou sentèz zo (plak ak vis) epi yo mete yo nan yon modèl ka zo kase lapen.Anvan enplantasyon, toutouni implant òtopedik la ak LOIS yo te enkube nan yon sispansyon bakteri pou 12 èdtan.Pre-enkubasyon an asire ke yon biofilm fòme sou sifas la nan implant ekspoze a pou konparezon.Figi 1C montre yon foto kote ka zo kase a 4 semèn apre enplantasyon.Sou bò gòch la, yon lapen ak yon implant òtopedik fè te montre yon nivo grav nan enflamasyon akòz fòmasyon nan yon biofilm sou sifas la nan implant la.Rezilta opoze a te obsève nan lapen implanté ak LOIS, se sa ki, tisi ki antoure LOIS yo pa montre ni siy enfeksyon ni siy enflamasyon.Anplis de sa, imaj la optik sou bò gòch la endike sit la chirijikal nan lapen an ak implant la ekspoze, ki endike ke pa gen okenn adhésifs miltip prezan sou sifas la nan implant la ekspoze yo te jwenn sou sifas la nan LOIS la.Sa a montre ke LOIS gen estabilite alontèm epi li gen kapasite pou kenbe anti-byolojik fouling li yo ak pwopriyete anti-adezyon.
(A) Dyagram chema LOIS ak enplantasyon li nan yon modèl ka zo kase femoral lapen.(B) Imaj mikwoskopi fluoresans nan pwoteyin ak bakteri biofilm sou sifas ki fè ak substra LOIS.4 semèn apre enplantasyon, (C) yon imaj foto nan sit ka zo kase a ak (D) yon imaj radyografi (mete aksan sou pa yon rektang wouj).Koutwazi imaj: Kyomin Chae, Yonsei University.
Lapen yo esterilize, ekspoze negatif implanté te montre yon pwosesis gerizon zo nòmal san okenn siy enflamasyon oswa enfeksyon.Nan lòt men an, enplantasyon SHP pre-enkube nan yon sispansyon bakteri montre enflamasyon ki gen rapò ak enfeksyon sou tisi ki antoure yo.Sa a ka atribiye a enkapasite li yo anpeche adezyon bakteri pou yon tan long (Figi S2).Yo nan lòd yo pwouve ke LOIS pa afekte pwosesis gerizon an, men inibit enfeksyon posib ki gen rapò ak enplantasyon, imaj X-ray nan matris la ekspoze pozitif ak LOIS nan sit la ka zo kase yo te konpare (Figi 1D).Imaj la radyografi nan enplantasyon pozitif fè a te montre liy osteolysis ki pèsistan, ki endike ke zo a pa te konplètman geri.Sa a sijere ke pwosesis rekiperasyon zo a ka retade anpil akòz enflamasyon ki gen rapò ak enfeksyon.Okontrè, li te montre ke lapen yo te implanté ak LOIS te geri epi yo pa t montre okenn sit ka zo kase evidan.
Yo nan lòd yo devlope enplantasyon medikal ak estabilite alontèm ak fonksyonalite (ki gen ladan rezistans nan biofouling), anpil efò yo te fè.Sepandan, prezans nan divès sibstans byolojik ak dinamik nan adezyon tisi limite devlopman nan metòd klinikman serye yo.Yo nan lòd yo simonte enpèfeksyon sa yo, nou te devlope yon estrikti mikwo / nano kouch ak sifas chimik modifye, ki se optimize akòz gwo fòs kapilè ak afinite chimik kenbe lubrifyan ki pi lis nan pi gwo limit.Figi 2A montre pwosesis fabrikasyon an jeneral nan LOIS.Premyèman, prepare yon substra 304 asye pur klas medikal (SS).Dezyèmman, estrikti nan mikwo/nano fòme sou substra SS la pa grave chimik lè l sèvi avèk solisyon asid fluoridrik (HF).Yo nan lòd yo retabli rezistans korozyon nan SS, yo itilize yon solisyon asid nitrique (HNO3) (31) pou trete substra grave a.Pasivasyon amelyore rezistans korozyon nan substra SS la ak siyifikativman ralanti pwosesis korozyon an ki ka diminye pèfòmans an jeneral nan LOIS.Lè sa a, pa fòme yon monokouch pwòp tèt ou-reyini (SAM) ak 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (POTS), sifas la chimikman modifye amelyore entèraksyon an chimik ant sifas la ak lis lubrifyan Affinity la.Modifikasyon sifas la siyifikativman diminye enèji sifas fabrike mikwo/nano-echèl sifas estriktire, ki matche ak enèji sifas grès machin lis la.Sa a pèmèt librifyan an konplètman mouye, kidonk fòme yon kouch librifyan ki estab sou sifas la.Sifas modifye a montre idrofobisite amelyore.Rezilta yo montre ke grès machin glise montre konpòtman ki estab sou LOIS akòz gwo afinite chimik ak fòs kapilè ki te koze pa estrikti mikwo/nano (32, 33).Chanjman optik yo sou sifas SS apre modifikasyon sifas ak piki librifyan yo te etidye.Mikwo / nano estrikti kouch ki fòme sou sifas la ka lakòz chanjman vizyèl ak fè nwa sifas la.Se fenomèn sa a atribiye nan efè a gaye limyè amelyore sou sifas la ki graj, ki ogmante refleksyon an difize ki te koze pa mekanis nan pèlen limyè (34).Anplis de sa, apre yo fin enjekte librifyan an, LOIS la vin pi fonse.Kouch la lubrifyan lakòz mwens limyè yo dwe reflete nan substra a, kidonk fè nwa LOIS la.Yo nan lòd yo optimize mikwostrikti / nanostruktur la pou montre pi piti ang glisman an (SA) pou reyalize pèfòmans anti-biofouling, yo te itilize mikwoskòp elèktron (SEM) ak pè atomik pou fè diferan fwa HF grave (0, 3)., 15 ak 60 minit) Force Microscope (AFM) (Figi 2B).Imaj SEM ak AFM montre ke apre yon ti tan nan grave (3 minit nan grave), substra a te fòme inegal nano-echèl brutality.Brutalizasyon sifas la chanje ak tan an grave (Figi S3).Koub ki varye tan an montre ke sifas la ap kontinye ogmante epi li rive nan yon pik nan 15 minit nan grave, ak Lè sa a, sèlman yon ti diminisyon nan valè brutality obsève nan 30 minit nan grave.Nan pwen sa a, nano-nivo brutality grave ale, pandan y ap mikwo-nivo brutality devlope kouray, fè chanjman nan brutality pi estab.Apre grave pou plis pase 30 minit, yo obsève yon ogmantasyon plis nan brutality, ki eksplike an detay jan sa a: SS konpoze de asye, alyaj ak eleman ki gen ladan fè, chromium, nikèl, molybdène ak anpil lòt eleman.Pami eleman sa yo, fè, chromium ak molybdène jwe yon wòl enpòtan nan fòme micron / nano-echèl brutality sou SS la pa HF grave.Nan premye etap yo byen bonè nan korozyon, fè ak chromium yo sitou korode paske molybdène gen pi wo rezistans korozyon pase molybdène.Kòm grave a ap pwogrese, solisyon an grave rive nan oversaturation lokal, fòme fliyò ak oksid ki te koze pa grave.Fliyò ak oksid presipite epi evantyèlman redepote sou sifas la, fòme yon sifas ki brutality nan seri micron / nano (31).Brutalizasyon mikwo/nano-nivo sa a jwe yon wòl enpòtan nan pwopriyete yo geri pwòp tèt ou nan LOIS.Sifas la doub echèl pwodui yon efè sinèrji, anpil ogmante fòs kapilè a.Fenomèn sa a pèmèt librifyan an penetre sifas la estab epi kontribye nan pwopriyete pwòp tèt ou-geri (35).Fòmasyon nan brutality depann sou tan an grave.Anba 10 minit nan grave, sifas la gen sèlman nano-echèl brutality, ki se pa ase yo kenbe ase librifyan yo gen rezistans biofouling (36).Nan lòt men an, si tan an grave depase 30 minit, brutality nano-echèl ki te fòme pa redepozisyon an fè ak chromium pral disparèt, epi sèlman brutality mikwo-echèl la ap rete akòz molybdène.Sifas la sou-grave manke nano-echèl brutality ak pèdi efè a sinèrji nan brutality de-etap, ki afekte negatif karakteristik sa yo oto-geri LOIS.Mezi SA yo te fèt sou substrats ak diferan tan grave pou pwouve pèfòmans anti-fouling.Divès kalite likid yo te chwazi ki baze sou viskozite ak enèji sifas, ki gen ladan dlo deyonize (DI), san, etilèn glycol (EG), etanòl (EtOH) ak ègzadekan (HD) (Figi S4).Modèl la gravure ki varye tan montre ke pou divès likid ki gen diferan enèji sifas ak viskozite, SA a nan LOIS apre 15 minit nan grave se pi ba a.Se poutèt sa, LOIS optimize pou etch pou 15 minit pou fòme mikron ak nano-echèl brutality, ki se apwopriye pou kenbe efektivman durability nan librifyan an ak ekselan pwopriyete anti-fouling.
(A) Dyagram chematik nan pwosesis fabrikasyon kat etap LOIS la.Inset la montre SAM ki te fòme sou substra a.(B) SEM ak AFM imaj, yo itilize pou optimize estrikti mikwo / nano substra a anba diferan tan grave.X-ray photoelectron spèktroskopi (XPS) spectre nan (C) Cr2p ak (D) F1s apre pasivasyon sifas ak kouch SAM.au, inite abitrè.(E) Imaj reprezantatif ti gout dlo sou substrats vid, grave, SHP ak LOIS.(F) Ang kontak (CA) ak SA mezi likid ak tansyon sifas diferan sou SHP ak LOIS.Done yo eksprime kòm mwayen ± SD.
Lè sa a, yo nan lòd yo konfime chanjman an nan pwopriyete chimik yo nan sifas la, X-ray photoelectron spèktroskopi (XPS) te itilize pou etidye chanjman nan konpozisyon chimik nan sifas la substra apre chak kouch sifas.Figi 2C montre rezilta mezi XPS sifas grave HF ak sifas trete HNO 3 la.De pik prensipal yo nan 587.3 ak 577.7 eV ka atribiye a kosyon Cr-O ki egziste nan kouch oksid chromium la, ki se diferans prensipal la nan sifas la grave HF.Sa a se sitou akòz konsomasyon an fè ak fliyò Kwòm sou sifas la pa HNO3.Gravure ki baze sou HNO3 a pèmèt chromium fòme yon kouch oksid pasivasyon sou sifas la, ki fè SS la grave ankò rezistan a korozyon.Nan Figi 2D, yo te jwenn espèk XPS pou konfime ke silane ki baze sou fluorokarbon te fòme sou sifas la apre kouch SAM la, ki gen gwo repouse likid menm pou EG, san ak EtOH.Kouch SAM la konplete lè yo reyaji gwoup fonksyonèl silan ak gwoup idroksil ki fòme pa tretman plasma.Kòm yon rezilta, yo te obsève yon ogmantasyon siyifikatif nan pik CF2 ak CF3.Enèji obligatwa ant 286 ak 296 eV endike ke modifikasyon chimik la te konplete avèk siksè pa kouch SAM la.SHP montre relativman gwo CF2 (290.1 ​​​​eV) ak CF3 (293.3 eV) pik, ki te koze pa silane ki baze sou fluorokarbone ki te fòme sou sifas la.Figi 2E montre imaj optik reprezantan mezi ang kontak (CA) pou diferan gwoup dlo deyonize ki an kontak ak SHP, ak LOIS.Imaj sa yo montre ke sifas la grave vin idrofil akòz estrikti mikwo/nano ki te fòme pa grave chimik pou dlo deyonize absòbe nan estrikti a.Sepandan, lè substra a kouvwi ak SAM, substra a montre gwo rezistans dlo, kidonk yon sifas SHP fòme ak zòn kontak ant dlo ak sifas la piti.Finalman, yo te obsève yon diminisyon nan CA nan LOIS, ki ka atribiye a pénétration nan librifyan nan mikrostruktur la, kidonk ogmante zòn nan kontak.Yo nan lòd yo pwouve ke sifas la gen ekselan repouse likid ak pwopriyete ki pa adezif, LOIS la te konpare ak substra a SHP pa mezire CA ak SA lè l sèvi avèk likid divès kalite (Figi 2F).Divès kalite likid yo te chwazi ki baze sou viskozite ak enèji sifas, ki gen ladan dlo deyonize, san, EG, EtOH ak HD (Figi S4).Rezilta mezi CA montre ke lè CA gen tandans pou HD, valè rediksyon CA, kote CA gen pi ba enèji sifas.Anplis de sa, LOIS an jeneral CA a ba.Sepandan, mezi SA montre yon fenomèn konplètman diferan.Eksepte pou dlo iyonize a, tout likid konfòme yo ak substra SHP la san yo pa glise.Nan lòt men an, LOIS montre yon SA ki ba anpil, kote lè tout likid la panche nan yon ang ki pi ba pase 10 ° a 15 °, tout likid la ap woule.Sa a fòtman montre ke ki pa adhesive nan LOIS se pi bon pase sa ki nan sifas SHP.Anplis de sa, kouch LOIS yo aplike tou nan divès kalite materyèl, ki gen ladan Titàn (Ti), polyphenylsulfone (PPSU), polyoxymethylene (POM), polyether ether ketone (PEEK) ak polymère bioabsorbable (PLGA), yo se materyèl òtopedik implantable (Figi). S5)).Imaj yo sekans nan ti gout yo sou materyèl la trete pa LOIS montre ke pwopriyete yo anti-biofouling nan LOIS yo se menm bagay la sou tout substrats.Anplis de sa, rezilta mezi CA ak SA montre ke pwopriyete ki pa adezif LOIS ka aplike nan lòt materyèl.
Yo nan lòd yo konfime pwopriyete yo anti-fouling nan LOIS, divès kalite substra (ki gen ladan fè, grave, SHP ak LOIS) yo te enkube ak Pseudomonas aeruginosa ak MRSA.De bakteri sa yo te chwazi kòm bakteri lopital reprezantan, ki ka mennen nan fòmasyon nan biofilms, ki mennen nan SSI (37).Figi 3 (A ak B) montre imaj mikwoskòp fliyoresan yo ak rezilta mezi inite ki fòme koloni (CFU) substrats yo enkube nan sispansyon bakteri an pou kout tèm (12 èdtan) ak alontèm (72 èdtan), respektivman.Nan yon kout peryòd de tan, bakteri yo pral fòme grap epi grandi nan gwosè, kouvri tèt yo ak sibstans ki tankou larim epi anpeche retire yo.Sepandan, pandan enkubasyon 72 èdtan an, bakteri yo ap gen matirite epi yo vin fasil pou dispèse pou fòme plis koloni oswa grap.Se poutèt sa, li ka konsidere ke enkubasyon 72 èdtan se alontèm epi li se tan ki apwopriye enkubasyon yo fòme yon biofilm fò sou sifas la (38).Nan yon kout peryòd de tan, sifas la grave ak sifas la nan SHP a ekspoze adezyon bakteri, ki te redwi pa apeprè 25% a 50% konpare ak substra a fè.Sepandan, akòz ekselan pèfòmans anti-biofouling li yo ak estabilite, LOIS pa t 'montre adezyon biofilm bakteri nan kout ak long tèm.Dyagram nan chema (Figi 3C) dekri eksplikasyon an nan mekanis nan anti-byolojik fouling nan solisyon an grave, SHP ak LOIS.Sipozisyon an se ke substra a grave ak pwopriyete idrofil pral gen yon sifas ki pi gwo pase substra a fè.Se poutèt sa, plis adezyon bakteri pral rive sou substra a grave.Sepandan, konpare ak substra a fè, substra a grave gen siyifikativman mwens biofilm ki te fòme sou sifas la.Sa a se paske molekil dlo mare byen fèm nan sifas idrofil la epi yo aji kòm yon librifyan pou dlo, kidonk entèfere ak Adhesion nan bakteri nan kout tèm (39).Sepandan, kouch molekil dlo a trè mens ak idrosolubl nan sispansyon bakteri.Se poutèt sa, kouch molekilè dlo a disparèt pou yon tan long, ki mennen nan adezyon anpil bakteri ak pwopagasyon.Pou SHP, akòz pwopriyete kout tèm ki pa mouye li yo, adezyon bakteri an anpeche.Redwi adezyon bakteri an ka atribiye a pòch lè bloke nan estrikti a kouch ak pi ba enèji sifas, kidonk minimize kontak ant sispansyon an bakteri ak sifas la.Sepandan, anpil adezyon bakteri te obsève nan SHP paske li te pèdi pwopriyete anti-fouling li yo pou yon tan long.Sa a se sitou akòz disparisyon nan pòch lè akòz presyon idrostatik ak disolisyon nan lè nan dlo.Sa a se sitou akòz disparisyon nan pòch lè akòz yap divòse ak estrikti nan kouch ki bay yon sifas ki pi gwo pou adezyon (27, 40).Kontrèman ak de substrats sa yo ki gen yon efè enpòtan sou estabilite alontèm, lubrifyan lubrifyan ki genyen nan LOIS se sou fòm piki nan estrikti nan mikwo / nano epi yo pa pral disparèt menm nan tèm long la.Lubrifyan ki ranpli ak estrikti mikwo / nano yo trè estab epi yo fòtman atire sifas la akòz gwo afinite chimik yo, kidonk anpeche adezyon bakteri pou yon tan long.Figi S6 montre yon imaj mikwoskòp refleksyon konfokal nan yon substra ki gen lubrifyan ki benyen nan saline ki gen tanpon fosfat (PBS).Imaj kontinyèl yo montre ke menm apre 120 èdtan nan tranbleman ti tay (120 rpm), kouch nan lubrifyan sou LOIS la rete san okenn chanjman, ki endike estabilite alontèm nan kondisyon koule.Sa a se akòz gwo afinite chimik ant kouch SAM ki baze sou fliyò ak grès machin ki baze sou perfluorokarbon, pou yo ka fòme yon kouch lubrifyan ki estab.Se poutèt sa, se pèfòmans nan anti-fouling konsève.Anplis de sa, yo te teste substra a kont pwoteyin reprezantan (albumin ak fibrinojèn), ki se nan plasma, selil ki byen gen rapò ak fonksyon iminitè (macrophages ak fibroblasts), ak sa yo ki gen rapò ak fòmasyon zo.Kontni an nan kalsyòm se trè wo.(Figi 3D, 1 ak 2, ak Figi S7) (41, 42).Anplis de sa, imaj yo mikwoskòp fluoresans nan tès la Adhesion pou fibrinogen, albumin ak kalsyòm te montre diferan karakteristik adezyon nan chak gwoup substra (Figi S8).Pandan fòmasyon zo, zo ki fèk fòme ak kouch kalsyòm ka antoure implant òtopedik la, ki pa sèlman fè retire difisil, men li ka lakòz tou malè inatandi nan pasyan an pandan pwosesis la retire.Se poutèt sa, nivo ki ba nan depo kalsyòm sou plak zo ak vis yo benefisye pou operasyon òtopedik ki mande pou retire implant.Ki baze sou quantification nan zòn nan tache ki baze sou entansite fluoresans lan ak konte selil la, nou konfime ke LOIS montre ekselan pwopriyete anti-biofouling pou tout sibstans byolojik konpare ak lòt substrats.Dapre rezilta yo nan eksperyans in vitro, LOIS anti-byolojik fouling ka aplike nan implants topedik, ki ka pa sèlman anpeche enfeksyon ki te koze pa bakteri biofilm, men tou, diminye enflamasyon ki te koze pa sistèm iminitè aktif kò a.
(A) Imaj mikwoskòp fliyoresan chak gwoup (toutouni, grave, SHP ak LOIS) enkube nan sispansyon Pseudomonas aeruginosa ak MRSA pou 12 ak 72 èdtan.(B) Kantite CFU aderan Pseudomonas aeruginosa ak MRSA sou sifas chak gwoup.(C) Dyagram chematik nan mekanis anti-byolojik fouling nan kout tèm ak alontèm grave, SHP ak LOIS.(D) (1) Kantite fibroblast ki te kole ak chak substra ak imaj mikwoskòp fliyoresan selil yo ki te kole ak LOIS la.(2) Tès Adhesion pwoteyin ki gen rapò ak iminitè, albumin ak kalsyòm ki enplike nan pwosesis gerizon zo a (* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 ak **** P <0.0001).ns, pa enpòtan.
Nan ka a nan estrès konsantre inevitab, rezistans mekanik te toujou defi prensipal la pou aplikasyon an nan kouch antisalissure.Metòd tradisyonèl jèl anti-egou yo baze sou polymère ak solubilite dlo ki ba ak frajilite.Se poutèt sa, yo anjeneral sansib a estrès mekanik nan aplikasyon byomedikal.Se poutèt sa, mekanikman dirab kouch antisalissure rete yon defi pou aplikasyon pou tankou enplantasyon òtopedik (43, 44).Figi 4A(1) montre de kalite prensipal estrès aplike nan implants òtopedik, ki gen ladan grate (shear stress) ak konpresyon ak imaj optik implant andomaje ki te pwodwi pa forceps yo.Pou egzanp, lè vis la sere boulon ak yon tournevis, oswa lè chirijyen an kenbe plak zo a byen sere ak pensèt epi aplike fòs konpresiv, plak zo plastik la pral domaje ak grate sou tou de echèl yo macro ak mikwo / nano (Figi 4A, 2) .Yo nan lòd yo teste si LOIS la manifaktire ka kenbe tèt ak domaj sa yo pandan operasyon an plastik, yo te fè nanoindentation yo konpare dite nan substra a fè ak LOIS la sou echèl la mikwo / nano pou etidye pwopriyete yo mekanik nan estrikti nan mikwo / nano Enpak (Figi 4B).Dyagram nan chema montre konpòtman deformation diferan nan LOIS akòz prezans nan estrikti mikwo/nano.Yo te trase yon koub fòs-deplasman ki baze sou rezilta nanoindentation (Figi 4C).Imaj la ble reprezante substra a fè, ki montre sèlman deformation ti tay, jan yo wè pa pwofondè maksimòm indentation nan 0.26-μm.Nan lòt men an, ogmantasyon gradyèl nan fòs nanoindentation ak deplasman obsève nan LOIS (koub wouj) ka montre siy redwi pwopriyete mekanik, sa ki lakòz yon pwofondè nanoindentation nan 1.61μm.Sa a se paske estrikti nan mikwo / nano prezan nan LOIS la bay yon espas avansman pi fon pou pwent nan nanoindenter la, kidonk deformation li yo pi gran pase sa yo ki nan substra a fè.Konsta-Gdoutos et al.(45) kwè ke akòz prezans nanostruktur, nanoindentation ak mikwo / nano brutality mennen nan koub nanoindentation iregilye.Zòn nan lonbraj koresponn ak koub la deformation iregilye atribiye nan nanostruktur la, pandan y ap zòn nan ki pa lonbraj atribiye a mikrostruktur la.Deformation sa a ka fè dega nan mikrostruktur / nanostruktur nan librifyan kenbe a ak afekte negatif pèfòmans anti-fouling li yo.Yo nan lòd yo etidye enpak la nan domaj sou LOIS, domaj inevitab nan estrikti mikwo / nano yo te repwodui nan kò a pandan operasyon an plastik.Lè w itilize tès adezyon san ak pwoteyin, yo ka detèmine estabilite nan pwopriyete anti-biofouling nan LOIS apre in vitro (Figi 4D).Yon seri imaj optik montre domaj ki te fèt toupre twou chak substra.Yo te fè yon tès adezyon san pou demontre efè domaj mekanik sou kouch anti-biofouling la (Figi 4E).Tankou SHP, pwopriyete anti-fouling yo pèdi akòz domaj, ak LOIS montre ekselan pwopriyete anti-fouling pa repouse san.Sa a se paske, paske enèji sifas la kondwi pa aksyon kapilè ki kouvri zòn ki domaje a, koule nan lubrifyan mikwostriktir la retabli pwopriyete anti-fouling (35).Menm tandans nan te obsève nan tès la adezyon pwoteyin lè l sèvi avèk albumin.Nan zòn ki domaje a, adezyon pwoteyin sou sifas SHP yo obsève lajman, epi lè yo mezire kouvèti zòn li yo, li ka mezire kòm mwatye nan nivo adezyon substra a fè.Nan lòt men an, LOIS kenbe pwopriyete anti-biofouling li yo san yo pa lakòz adezyon (Figi 4, F ak G).Anplis de sa, sifas la nan vis la souvan sibi fò estrès mekanik, tankou perçage, kidonk nou etidye kapasite nan kouch LOIS la rete entak sou vis la nan vitro.Figi 4H montre imaj optik diferan vis, ki gen ladan bare, SHP ak LOIS.Rektang wouj la reprezante zòn sib kote gwo estrès mekanik rive pandan enplantasyon zo a.Menm jan ak tès adezyon pwoteyin plak la, yo itilize yon mikwoskòp fliyoresan pou imaj adezyon pwoteyin ak mezire zòn pwoteksyon an pou pwouve entegrite kouch LOIS la, menm anba gwo estrès mekanik (Figi 4, I ak J).Vis ki trete LOIS yo montre ekselan pèfòmans anti-fouling, epi prèske pa gen okenn pwoteyin ki respekte sifas la.Nan lòt men an, adezyon pwoteyin yo te obsève nan vis fè ak vis SHP, kote pwoteksyon nan zòn nan vis SHP te yon tyè nan sa yo ki nan vis fè.Anplis de sa, implant òtopedik yo itilize pou fikse yo dwe mekanikman fò pou kenbe tèt ak estrès ki aplike nan sit ka zo kase a, jan yo montre nan Figi 4K.Se poutèt sa, yo te fè yon tès koube pou detèmine efè modifikasyon chimik sou pwopriyete mekanik.Anplis de sa, sa a se fè yo kenbe estrès la fiks soti nan implant la.Aplike fòs mekanik vètikal jiskaske implant a konplètman ki plwaye epi yo jwenn yon koub estrès-souch (Figi 4L, 1).Yo te konpare de pwopriyete ki gen ladan modil Young ak fòs flexural ant substrate fè ak LOIS kòm endikatè fòs mekanik yo (Figi 4L, 2 ak 3).Modil Young endike kapasite yon materyèl pou kenbe tèt ak chanjman mekanik.Modil Young la nan chak substra se 41.48±1.01 ak 40.06±0.96 GPa, respektivman;diferans lan obsève se sou 3.4%.Anplis de sa, li rapòte ke fòs koube a, ki detèmine severite a nan materyèl la, se 102.34±1.51 GPa pou substra a fè ak 96.99±0.86 GPa pou SHP.Substra a fè se apeprè 5.3% pi wo.Yon ti diminisyon nan pwopriyete mekanik yo ka koze pa efè a dan.Nan efè a dan, mikwo / nano brutality la ka aji kòm yon seri dan, ki mennen nan konsantrasyon estrès lokal yo ak afekte pwopriyete yo mekanik nan implant la (46).Sepandan, baze sou lefèt ke rèd nan zo kortik imen rapòte yo dwe ant 7.4 ak 31.6 GPa, ak modil la LOIS mezire depase sa ki nan zo kortik imen (47), LOIS la se ase sipòte ka zo kase a ak jeneral li yo. pwopriyete mekanik yo minim afekte pa modifikasyon sifas yo.
(A) Dyagram chema (1) estrès mekanik aplike nan implant òtopedik la pandan operasyon an, ak (2) imaj optik implant òtopedik ki domaje a.(B) Dyagram chema nan mezi pwopriyete nano-mekanik pa nanoindentation ak LOIS sou sifas la fè.(C) Nanoindentation koub fòs-deplasman nan sifas fè ak LOIS.(D) Apre eksperyans nan vitro, simulation imaj optik diferan kalite plak òtopedik (zòn ki domaje a make ak yon rektang wouj) pou simulation estrès mekanik ki te koze pandan operasyon an.(E) tès adezyon san ak (F) tès adezyon pwoteyin nan gwoup plak òtopedik ki domaje.(G) Mezire zòn pwoteksyon pwoteyin ki adhere ak plak la.(H) Imaj optik diferan kalite vis òtopedik apre eksperyans nan vitro.(I) Tès adezyon pwoteyin pou etidye entegrite diferan kouch.(J) Mezire pwoteksyon zòn nan pwoteyin ki respekte vis la.(K) Mouvman lapen an gen entansyon jenere yon estrès fiks sou zo kase a.(L) (1) Pliye rezilta tès yo ak imaj optik anvan ak apre koube.Diferans nan (2) modil Young ak (3) fòs koube ant enplantasyon fè ak SHP.Done yo eksprime kòm vle di ± SD (*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 ak ****P<0.0001).Koutwazi imaj: Kyomin Chae, Yonsei University.
Nan sitiyasyon klinik, pifò kontak bakteri ak materyèl byolojik ak sit blesi soti nan biofilm ki gen matirite, ki gen matirite (48).Se poutèt sa, Sant Ameriken pou Kontwòl ak Prevansyon Maladi estime ke 65% nan tout enfeksyon moun gen rapò ak biofilms (49).Nan ka sa a, li nesesè pou bay yon konsepsyon eksperimantal in vivo ki bay fòmasyon biofilm ki konsistan sou sifas implant la.Se poutèt sa, nou devlope yon modèl ka zo kase femoral lapen nan ki enplantasyon topedik yo te pre-enkube nan yon sispansyon bakteri ak Lè sa a, implanted nan femoral lapen yo etidye pwopriyete yo anti-fouling nan LOIS nan vivo.Akòz twa reyalite enpòtan sa yo, enfeksyon bakteri yo pwovoke pa pre-kilti olye ke piki dirèk nan sispansyon bakteri: (i) Sistèm iminitè a nan lapen natirèlman pi fò pase sa yo ki nan imen;Se poutèt sa, piki nan sispansyon bakteri ak bakteri planktonik posib Li pa gen okenn efè sou fòmasyon nan biofilms.(Ii) Bakteri planktonik yo pi fasil pou antibyotik, epi yo anjeneral itilize antibyotik apre operasyon;finalman, (iii) sispansyon bakteri planktonik la ka dilye pa likid kò bèt la (50).Pa pre-kilti implant la nan yon sispansyon bakteri anvan enplantasyon, nou ka byen etidye efè danjere nan enfeksyon bakteri ak reyaksyon kò etranje (FBR) sou pwosesis gerizon zo a.Lapen yo te sakrifye 4 semèn apre enplantasyon, paske osteoentegrasyon esansyèl pou pwosesis gerizon zo a pral fini nan 4 semèn.Lè sa a, enplantasyon yo te retire nan lapen yo pou etid en.Figi 5A montre mekanis pwopagasyon bakteri.Se implant òtopedik ki enfekte a prezante nan kò a.Kòm yon rezilta nan pre-enkubasyon nan sispansyon bakteri, sis nan sis lapen yo implanté ak enplantasyon toutouni yo te enfekte, pandan ke pa youn nan lapen yo implanté ak LOIS-trete implants te enfekte.Enfeksyon bakteri kontinye nan twa etap, ki gen ladan kwasans, spirasyon ak dispèsyon (51).Premyèman, bakteri ki tache yo repwodui epi grandi sou sifas la, ak Lè sa a, bakteri yo fòme yon biofilm lè yo elimine polymère ekstraselilè (EPS), amiloid ak ADN ekstraselilè.Biofilm pa sèlman entèfere ak pénétration nan antibyotik, men tou, ankouraje akimilasyon nan anzim antibyotik ki degrade (tankou β-lactamase) (52).Finalman, biofilm a gaye bakteri ki gen matirite nan tisi ki antoure yo.Se poutèt sa, enfeksyon rive.Anplis de sa, lè yon kò etranje antre nan kò a, yon enfeksyon ki ka lakòz yon repons iminitè fò ka lakòz enflamasyon grav, doulè, ak diminye iminite.Figi 5B bay yon apèsi sou FBR ki te koze pa ensèsyon yon implant òtopedik, olye ke repons iminitè a ki te koze pa yon enfeksyon bakteri.Sistèm iminitè a rekonèt implant ki mete a kòm yon kò etranje, ak Lè sa a, lakòz selil yo ak tisi yo reyaji nan ankapsile kò etranje a (53).Nan kòmansman FBR, yo te fòme yon matris ekipman sou sifas enplantasyon topedik yo, ki te lakòz adsorption fibrinogen an.Fibrinogen adsorbed an Lè sa a, fòme yon rezo fibrin trè dans, ki ankouraje atachman nan leukosit (54).Yon fwa yo fòme rezo fibrin, enflamasyon egi pral rive akòz enfiltrasyon netrofil yo.Nan etap sa a, yon varyete cytokines tankou timè necrosis faktè-α (TNF-α), interleukin-4 (IL-4) ak IL-β yo lage, ak monosit kòmanse enfiltre sit la enplantasyon ak diferansye nan selil jeyan.Faj (41, 55, 56).Diminye FBR te toujou yon defi paske twòp FBR ka lakòz enflamasyon egi ak kwonik, ki ka mennen nan konplikasyon fatal.Yo nan lòd yo evalye enpak la nan enfeksyon bakteri nan tisi ki antoure implant la fè ak LOIS, ematoksilin ak eosin (H&E) ak Masson trichrome (MT) tach yo te itilize.Pou lapen ki te implanté ak substrats fè, gwo enfeksyon bakteri te pwogrese, ak H&E tisi glisad byen klè te montre absè ak nekwoz ki te koze pa enflamasyon.Nan lòt men an, sifas ki trè fò anti-biofouling LOIS inibit adezyon bakteri, kidonk li pa montre okenn siy enfeksyon ak diminye enflamasyon (Figi 5C).Rezilta yo nan tach MT te montre tandans nan menm.Sepandan, MT tach te montre tou èdèm nan lapen implanté ak LOIS, ki endike ke rekiperasyon an se sou rive (Figi 5D).Yo nan lòd yo etidye degre nan repons iminitè, yo te fè tach imunohistochimik (IHC) lè l sèvi avèk sitokin TNF-α ak IL-6 ki gen rapò ak repons iminitè.Yon implant negatif toutouni ki pa te ekspoze a bakteri yo te konpare ak yon LOIS ki te ekspoze a bakteri men ki pa enfekte pou etidye pwosesis gerizon an nan absans enfeksyon bakteri.Figi 5E montre yon imaj optik yon glise IHC ki eksprime TNF-α.Zòn mawon an reprezante repons iminitè a, ki endike repons iminitè a nan LOIS yon ti kras redwi.Anplis de sa, ekspresyon IL-6 nan LOIS te siyifikativman mwens pase ekspresyon negatif esteril toutouni (Figi 5F).Ekspresyon cytokine te mezire lè yo mezire zòn nan tach antikò ki koresponn ak cytokine a (Figi 5G).Konpare ak lapen yo ekspoze a enplantasyon negatif yo, nivo ekspresyon nan lapen yo implanté ak LOIS yo te pi ba, ki montre yon diferans ki gen sans.Diminisyon nan ekspresyon cytokine endike ke alontèm, ki estab pwopriyete anti-fouling nan LOIS yo pa sèlman ki gen rapò ak anpèchman nan enfeksyon bakteri, men tou, nan diminisyon nan FBR, ki se pwovoke pa macrophages konfòme yo ak substra a (53, 57, 58).Se poutèt sa, repons iminitè a redwi akòz pwopriyete yo levasyon iminitè nan LOIS ka rezoud efè segondè yo apre enplantasyon, tankou repons iminitè twòp apre operasyon an plastik.
(A) Yon dyagram chema mekanis fòmasyon biofilm ak gaye sou sifas yon implant òtopedik ki enfekte.eDNA, ADN ekstraselilè.(B) Dyagram chema repons iminitè apre ensèsyon implant òtopedik.(C) tach H&E ak (D) tach MT nan tisi ki antoure nan enplantasyon òtopedik ak pozitif ak LOIS.IHC nan cytokines ki gen rapò ak iminitè (E) TNF-α ak (F) IL-6 yo se imaj tache nan lapen toutouni-negatif ak LOIS-enplante.(G) Kantifikasyon ekspresyon cytokine pa mezi kouvèti zòn (** P <0.01).
Yo te egzamine byokonpatibilite LOIS ak efè li sou pwosesis gerizon zo nan vivo lè l sèvi avèk dyagnostik D ' [x-ray ak mikwo-computed tomography (CT)] ak osteoclast IHC.Figi 6A montre pwosesis gerizon zo ki enplike twa etap diferan: enflamasyon, reparasyon, ak renovasyon.Lè yon ka zo kase rive, selil enflamatwa ak fibroblast yo pral antre nan zo kase a epi yo kòmanse grandi nan tisi vaskilè a.Pandan faz reparasyon an, kwasans lan nan tisi vaskilè gaye tou pre sit ka zo kase a.Tisi vaskilè bay eleman nitritif pou fòmasyon nouvo zo, ki rele callus.Etap final la nan pwosesis gerizon zo a se etap nan remodeling, nan ki gwosè a nan callus la redwi nan gwosè a nan zo nòmal ak èd nan yon ogmantasyon nan nivo a nan osteoclast aktive (59).Twa dimansyon (3D) rekonstriksyon sit ka zo kase a te fèt lè l sèvi avèk analiz mikwo-CT yo obsève diferans ki genyen nan nivo fòmasyon callus nan chak gwoup.Obsève koup transvèsal femoral la pou obsève epesè callus ki antoure zo frakti a (Figi 6, B ak C).Yo te itilize radyografi tou pou egzamine sit ka zo kase tout gwoup yo chak semèn pou obsève diferan pwosesis rejenerasyon zo nan chak gwoup (Figi S9).Callus ak zo ki gen matirite yo montre nan ble / vèt ak kòn elefan, respektivman.Pifò tisi mou yo filtre ak yon papòt prereglaj.Toutouni pozitif ak SHP konfime fòmasyon nan yon ti kantite callus alantou sit la ka zo kase.Nan lòt men an, negatif ekspoze nan LOIS ak sit la ka zo kase yo antoure pa callus epè.Imaj Micro-CT te montre ke fòmasyon nan callus te anpeche pa enfeksyon bakteri ak enflamasyon ki gen rapò ak enfeksyon.Sa a se paske sistèm iminitè a bay priyorite gerizon nan blesi septik ki te koze pa enflamasyon ki gen rapò ak enfeksyon, olye ke rekiperasyon zo (60).Yo te fè tach IHC ak Tartrate ki reziste asid fosfataz (TRAP) pou obsève aktivite osteoclast ak resorption zo (Figi 6D) (61).Se sèlman kèk osteoclast aktive tache koulè wouj violèt yo te jwenn nan pozitif toutouni ak SHP.Nan lòt men an, anpil osteoclast aktive yo te obsève tou pre toutouni pozitif ak matirite zo LOIS yo.Fenomèn sa a endike ke nan prezans osteoclasts, callus la alantou sit la ka zo kase ap sibi yon pwosesis vyolan renovasyon (62).Yo te mezire volim zo ak zòn ekspresyon osteoclast nan callus la pou konpare nivo fòmasyon callus ozalantou sit ka zo kase a nan tout gwoup yo, pou yo ka quantifier mikwo-CT eskanè ak rezilta IHC (Figi 6E, 1 ak 2).Kòm espere, negatif yo toutouni ak fòmasyon callus nan LOIS yo te siyifikativman pi wo pase nan lòt gwoup yo, ki endike ke renovasyon zo pozitif te fèt (63).Figi S10 montre imaj optik sit chirijikal la, rezilta tach MT nan tisi yo kolekte tou pre vis la, ak rezilta tach TRAP ki mete aksan sou koòdone vis-zo a.Nan substra a fè, yo te obsève fòmasyon fò callus ak fibwoz, pandan y ap implant LOIS-trete a te montre yon sifas relativman san adhere.Menm jan an tou, konpare ak negatif toutouni, pi ba fibwoz yo te obsève nan lapen implanté ak LOIS, jan sa endike nan flèch blan yo.Anplis de sa, ka èdèm nan fèm (flèch ble) dwe atribiye a pwopriyete yo levasyon iminitè nan LOIS, kidonk diminye enflamasyon grav.Sifas ki pa baton alantou implant la ak fibwoz redwi sijere ke pwosesis la retire pi fasil, ki anjeneral rezilta nan lòt ka zo kase oswa enflamasyon.Pwosesis gerizon zo apre retire vis te evalye pa aktivite osteoclast la nan koòdone vis-zo.Tou de zo a ak koòdone implant LOIS la absòbe nivo osteoklast ki sanble ak gerizon zo plis, sa ki endike ke kouch LOIS la pa gen okenn efè negatif sou gerizon zo oswa repons iminitè.Yo nan lòd yo konfime ke modifikasyon sifas ki fèt sou LOIS la pa entèfere ak pwosesis gerizon zo a, yo te itilize egzamen radyografi pou konpare gerizon zo lapen yo ak iyon negatif ekspoze ak 6 semèn enplantasyon LOIS (Figi 6F).Rezilta yo te montre ke konpare ak gwoup pozitif toutouni ki pa enfekte a, LOIS te montre menm degre nan gerizon zo, epi pa te gen okenn siy evidan nan ka zo kase (liy osteoliz kontinyèl) nan tou de gwoup yo.
(A) Dyagram chema pwosesis gerizon zo apre ka zo kase.(B) Diferans nan degre nan fòmasyon callus nan chak gwoup sifas ak (C) imaj la kwa-seksyon nan sit la ka zo kase.(D) Pyèj tach pou visualiser aktivite osteoclast ak resorption zo.Dapre aktivite TRAP, yo te analize quantitativeman fòmasyon callus ekstèn nan zo kortik pa (E) (1) mikwo-CT ak (2) aktivite osteoclast.(F) 6 semèn apre enplantasyon, imaj radyografi zo frakti nan negatif ekspoze a (mete aksan sou pa rektang tirè wouj la) ak LOIS (mete aksan sou pa rektang tirè ble a).Analiz estatistik te fèt pa yon sèl-fason analiz de divèjans (ANOVA).* P <0.05.** P <0.01.
Nan ti bout tan, LOIS bay yon nouvo kalite estrateji enfeksyon anti-bakteri ak kouch iminitè chape pou enplantasyon òtopedik.Enplantasyon òtopedik konvansyonèl ak fonksyonalizasyon SHP montre pwopriyete anti-biofouling a kout tèm, men yo pa ka kenbe pwopriyete yo pou yon tan long.Superhydrophobicity nan substra a pyèj bul lè ant bakteri yo ak substra a, kidonk fòme pòch lè, kidonk anpeche enfeksyon bakteri.Sepandan, akòz difizyon lè a, pòch lè sa yo fasil retire.Nan lòt men an, LOIS te byen pwouve kapasite li pou anpeche enfeksyon ki gen rapò ak biofilm.Se poutèt sa, akòz pwopriyete yo anti-rejè nan kouch nan librifyan sou fòm piki nan sifas la kouch mikwo / nano estrikti, enflamasyon ki gen rapò ak enfeksyon ka anpeche.Metòd karakterizasyon divès kalite ki gen ladan SEM, AFM, XPS ak mezi CA yo itilize pou optimize kondisyon fabrikasyon LOIS.Anplis de sa, LOIS kapab tou aplike nan divès kalite materyèl byolojik ki souvan itilize nan ekipman fiksasyon topedik, tankou PLGA, Ti, PE, POM ak PPSU.Lè sa a, LOIS te teste an vitro pou pwouve pwopriyete anti-biofouling li yo kont bakteri ak sibstans byolojik ki gen rapò ak repons iminitè.Rezilta yo montre ke li gen ekselan efè anti-bakteri ak anti-biofouling konpare ak implant la fè.Anplis de sa, LOIS montre fòs mekanik menm apre yo fin aplike estrès mekanik, ki se inevitab nan operasyon an plastik.Akòz pwopriyete yo geri pwòp tèt ou nan librifyan an sou sifas la nan estrikti nan mikwo / nano, LOIS avèk siksè kenbe pwopriyete anti-byolojik fouling li yo.Yo nan lòd yo etidye biocompatibility ak pwopriyete anti-bakteri nan LOIS nan vivo, LOIS te implanté nan femoral lapen pou 4 semèn.Pa gen okenn enfeksyon bakteri obsève nan lapen implanté ak LOIS.Anplis de sa, itilizasyon IHC demontre yon nivo redwi nan repons iminitè lokal yo, ki endike ke LOIS pa anpeche pwosesis gerizon zo a.LOIS montre ekselan pwopriyete anti-bakteri ak evazyon iminitè, epi li te pwouve efektivman anpeche fòmasyon biofilm anvan ak pandan operasyon topedik, espesyalman pou sentèz zo.Lè w sèvi ak yon modèl ka zo kase femoral mwèl zo lapen, efè enfeksyon ki gen rapò ak biofilm sou pwosesis gerizon zo ki te pwovoke pa enplantasyon pre-enkube te pwofondman etidye.Kòm yon etid nan lavni, yo bezwen yon nouvo modèl in vivo pou etidye enfeksyon posib apre enplantasyon pou byen konprann epi anpeche enfeksyon ki gen rapò ak biofilm pandan tout pwosesis gerizon an.Anplis de sa, osteoinduction se toujou yon defi ki pako rezoud nan entegrasyon ak LOIS.Plis rechèch nesesè pou konbine adezyon selektif selil osteoinduktif oswa medikaman rejeneratif ak LOIS pou simonte defi a.An jeneral, LOIS reprezante yon kouch implant òtopedik pwomèt ak rezistans mekanik ak ekselan pwopriyete anti-biofouling, ki ka diminye SSI ak efè segondè iminitè.
Lave 15mm x 15mm x 1mm 304 SS substra a (Dong Kang M-Tech Co., Kore di) nan asetòn, EtOH ak dlo DI pou 15 minit pou retire kontaminan yo.Yo nan lòd yo fòme yon estrikti mikwo / nano-nivo sou sifas la, substra a netwaye benyen nan yon solisyon HF 48% a 51% (DUKSAN Corp., Kore di Sid) nan 50 ° C.Tan an grave varye ant 0 a 60 minit.Lè sa a, substra grave a te netwaye ak dlo deyonize epi mete l nan yon solisyon 65% HNO3 (Kore di DUKSAN Corp.) nan 50 ° C pou 30 minit pou fòme yon kouch ksid kwòm pasivasyon sou sifas la.Apre pasivasyon, substra a lave ak dlo deyonize epi seche pou jwenn yon substra ki gen yon estrikti kouch.Apre sa, substra a te ekspoze a plasma oksijèn (100 W, 3 minit), epi imedyatman benyen nan yon solisyon nan 8.88 mM POTS (Sigma-Aldrich, Almay) nan toluèn nan tanperati chanm pou 12 èdtan.Lè sa a, substra a kouvwi ak POTS te netwaye ak EtOH, ak rkwit nan 150 ° C pou 2 èdtan jwenn yon POTS SAM dans.Apre kouch SAM, yo te fòme yon kouch librifyan sou substra a lè w aplike yon librifyan perfluoropolyether (Krytox 101; DuPont, USA) ak yon volim loading 20 μm / cm 2. Anvan w itilize, filtre librifyan an atravè yon filtè 0.2 mikron.Retire depase lubrifyan pa panche nan yon ang 45 ° pou 15 minit.Pwosedi fabrikasyon menm yo te itilize pou enplantasyon òtopedik ki fèt ak 304 SS (plak bloke ak vis bloke kortik; Dong Kang M-Tech Co, Kore di).Tout implants òtopedik yo fèt pou anfòm jeyometri femoral lapen an.
Mòfoloji sifas substrate ak implants òtopedik yo te enspekte pa emisyon jaden SEM (Enspekte F50, FEI, USA) ak AFM (XE-100, Park Systems, Kore di sid).Brutalizasyon sifas la (Ra, Rq) mezire lè yo miltipliye zòn nan 20 μm pa 20 μm (n = 4).Yo te itilize yon sistèm XPS (PHI 5000 VersaProbe, ULVAC PHI, Japon) ekipe ak yon sous radyografi Al Kα ak yon gwosè tach 100μm2 pou analize konpozisyon chimik sifas la.Yo te itilize yon sistèm mezi CA ekipe ak yon kamera kaptire imaj dinamik (SmartDrop, FEMTOBIOMED, ​​​​Kore di Sid) pou mezire likid CA ak SA.Pou chak mezi, 6 a 10 μl ti gout (dlo deyonize, san chwal, EG, 30% etanòl, ak HD) yo mete sou sifas la pou mezire CA.Lè ang enklinezon substra a ogmante nan yon vitès 2 ° / s (n = 4), SA a mezire lè ti gout la tonbe.
Pseudomonas aeruginosa [American Type Culture Collection (ATCC) 27853] ak MRSA (ATCC 25923) te achte nan ATCC (Manassas, Virginia, USA), epi yo te kenbe kilti stock la nan -80 °C.Anvan ou itilize, yo te enkube kilti nan frizè nan bouyon soya trypsin-degel (Komed, Kore di) nan 37 ° C pou 18 èdtan ak Lè sa a, transfere de fwa pou aktive li.Apre enkubasyon, kilti a te santrifuje nan 10,000 rpm pou 10 minit nan 4 ° C epi lave de fwa ak yon solisyon PBS (pH 7.3).Lè sa a, kilti santrifuje a subcultured sou plak agar san (BAP).MRSA ak Pseudomonas aeruginosa yo te prepare lannwit lan epi yo te kiltive nan bouyon Luria-Bertani.Konsantrasyon Pseudomonas aeruginosa ak MRSA nan inoculum la te detèmine pa CFU sispansyon an nan seri dilusyon sou agar.Lè sa a, ajiste konsantrasyon bakteri a 0.5 McFarland estanda, ki ekivalan a 108 CFU/ml.Lè sa a, delye sispansyon bakteri k ap travay 100 fwa a 106 CFU/ml.Pou teste pwopriyete adezyon anti-bakteri yo, yo te esterilize substra a nan 121 ° C pou 15 minit anvan ou itilize.Lè sa a, substra a te transfere nan 25 ml nan sispansyon bakteri ak enkubasyon nan 37 ° C ak souke wòdpòte (200 rpm) pou 12 ak 72 èdtan.Apre enkubasyon, yo retire chak substra nan enkibatè a epi lave 3 fwa ak PBS pou retire nenpòt bakteri k ap flote sou sifas la.Yo nan lòd yo obsève biofilm a sou substra a, yo te fiks biofilm a ak metanol ak tache ak 1 ml nan crimidine zoranj pou 2 minit.Lè sa a, yo te itilize yon mikwoskòp fliyoresan (BX51TR, Olympus, Japon) pou pran foto biofilm tache a.Yo nan lòd yo quantifier biofilm a sou substra a, selil yo tache yo te separe de substra a pa metòd la vortex chaplèt, ki te konsidere kòm metòd ki pi apwopriye yo retire bakteri tache (n = 4).Sèvi ak forceps esteril, retire substra a nan mwayen kwasans lan epi frape plak la byen pou retire depase likid.Yo te retire selil ki tache yo lè yo lave de fwa ak PBS esteril.Lè sa a, chak substra te transfere nan yon tib tès esteril ki gen 9 ml nan 0.1% pwoteyin ept saline (PSW) ak 2 g nan 20 a 25 pèl vè esteril (0.4 a 0.5 mm an dyamèt).Lè sa a, li te vortexed pou 3 minit pou detache selil yo nan echantiyon an.Apre vortexing, sispansyon an te seri dilye 10-pliye ak 0.1% PSW, ak Lè sa a, 0.1 ml nan chak dilution te vaksine sou BAP.Apre 24 èdtan nan enkubasyon nan 37 ° C, CFU a te konte manyèlman.
Pou selil yo, yo te itilize fibroblast sourit NIH/3T3 (CRL-1658; Ameriken ATCC) ak macrophages sourit RAW 264.7 (TIB-71; Ameriken ATCC).Sèvi ak mwayen Eagle modifye Dulbecco a (DMEM; LM001-05, Welgene, Kore di) pou kiltive fibroblast sourit epi konplete ak 10% serom ti towo bèf (S103-01, Welgene) ak 1% penisilin-streptomycin (PS; LS202-02, Welgene (Welgene). Sèvi ak DMEM pou kiltive makrofaj sourit yo, ak 10% serom fetis (S001-01, Welgene) ak 1% PS Mete substra a nan yon plak kilti selil sis-pi, epi inokule selil yo nan 105 selil/cm2. Selil yo te enkube lannwit lan nan 37 ° C ak 5% CO2 Pou tach selil yo, selil yo te fiks ak 4% paraformaldehyde pou 20 minit epi yo mete yo nan 0.5% Triton X Incube pou 5 minit nan -100 nan 37 ° C pou 30 minit Apre pwosesis enkubasyon an, sèvi ak substra a ak 4′,6-diamino-2-phenylindole (H -1200, Vector Laboratories, UK) VECTASHIELD mwayen fiksasyon (n = 4 pou chak selil). , fluorescein, fluorescein isothiocyanate-albumin (A9771, Sigma-Aldrich, Almay) ak plasma imen Alexa Fluor 488-konjige fibrinogen (F13191, Invitrogen, USA) te fonn nan PBS (10 mM, pH 7.4).Konsantrasyon albumin ak fibrinogen te 1 ak 150 μg / ml, respektivman.Apre substra a Anvan ou plonje nan solisyon an pwoteyin, rense yo ak PBS pou reidrate sifas la.Lè sa a, plonje tout substrats yo nan yon plak sis-pou ki gen solisyon an pwoteyin ak enkubasyon nan 37 ° C pou 30 ak 90 minit.Apre enkubasyon, yo te retire substra a nan solisyon an pwoteyin, lave dousman ak PBS 3 fwa, epi fikse ak 4% paraformaldehyde (n = 4 pou chak pwoteyin).Pou kalsyòm, klori sodyòm (0.21 M) ak fosfat potasyòm (3.77 mM) te fonn nan dlo deyonize.pH solisyon an te ajiste a 2.0 lè w ajoute solisyon idroklorid (1M).Lè sa a, klori kalsyòm (5.62 mM) te fonn nan solisyon an.Lè w ajoute 1M tris(hydroxymethyl)-amino Methane ajiste pH solisyon an a 7.4.Plonje tout substrats yo nan yon plak sis-byen plen ak 1.5 × solisyon fosfat kalsyòm epi retire yo nan solisyon an apre 30 minit.Pou tach, 2 g Alizarin Red S (CI 58005) Melanje ak 100 ml dlo deyonize.Lè sa a, sèvi ak 10% idroksid amonyòm pou ajiste pH la a 4. Dye substra a ak solisyon Alizarin Wouj pou 5 minit, ak Lè sa a, souke lank depase ak tach.Apre pwosesis la souke, retire substra a.Materyèl la dezidrate, Lè sa a, benyen nan asetòn pou 5 minit, Lè sa a, benyen nan yon solisyon asetòn-ksilèn (1: 1) pou 5 minit, epi finalman lave ak xylene (n = 4).Yo itilize mikwoskòp fliyoresan (Axio Imager) ak lantiy objektif ×10 ak ×20..A2m, Zeiss, Almay) imaj tout substrats.ImageJ/FIJI (https://imagej.nih.gov/ij/) yo te itilize pou quantifier done adezyon sibstans byolojik sou chak gwoup kat zòn D diferan.Konvèti tout imaj nan imaj binè ak papòt fiks pou konparezon substra.
Yo te itilize yon mikwoskòp konfokal Zeiss LSM 700 pou kontwole estabilite kouch lubrifyan nan PBS nan mòd refleksyon.Echantiyon an vè SAM-kouvwi ki baze sou fliyò ak yon kouch lubrifyan sou fòm piki te benyen nan yon solisyon PBS, epi yo teste lè l sèvi avèk yon shaker òbital (SHO-1D; Daihan Scientific, Kore di Sid) nan kondisyon tranbleman twò grav (120 rpm).Lè sa a, pran echantiyon an epi kontwole pèt librifyan an lè w mezire pèt limyè reflete a.Pou jwenn imaj fluoresans nan mòd refleksyon, echantiyon an ekspoze a yon lazè 633 nm ak Lè sa a, kolekte, paske limyè a pral reflete tounen soti nan echantiyon an.Yo te mezire echantiyon yo nan entèval tan nan 0, 30, 60, ak 120 èdtan.
Yo nan lòd yo detèmine enfliyans nan pwosesis la modifikasyon sifas sou pwopriyete yo nanomekanik nan enplantasyon òtopedik, yo te itilize yon nanoindenter (TI 950 TriboIndenter, Hysitron, USA) ekipe ak yon pwent dyaman Berkovich ki gen fòm piramid ki gen twa bò pou mezire nanoindenedione.Pik chaj la se 10 mN ak zòn nan se 100μmx 100μm.Pou tout mezi, tan an chaje ak dechaje se 10 s, ak tan an kenbe anba chaj indentation pik se 2 s.Pran mezi nan senk kote diferan epi pran mwayèn.Yo nan lòd yo evalye pèfòmans nan fòs mekanik anba chaj, yo te fè yon tès koube transverse twa pwen lè l sèvi avèk yon machin tès inivèsèl (Instron 5966, Instron, USA).Substra a konprese nan yon pousantaj konstan de 10 N / s ak yon chaj ogmante.Pwogram lojisyèl Bluehill Universal (n = 3) te itilize pou kalkile modil flexural ak estrès maksimòm konpresiv.
Yo nan lòd yo simulation pwosesis operasyon an ak domaj ki gen rapò ak mekanik ki te koze pandan operasyon an, pwosesis operasyon an te fèt an vitro.Femur yo te kolekte nan egzekite New Zeland lapen blan yo.Te femoral la netwaye ak fiks nan 4% paraformaldehyde pou 1 semèn.Jan sa dekri nan metòd eksperyans bèt la, femoral la fiks yo te opere chirijikal.Apre operasyon an, implant òtopedik la te benyen nan san (san chwal, KISAN, Kore di) pou 10 s pou konfime si adezyon san te fèt apre yo te aplike aksidan mekanik (n = 3).
Yon total de 24 gason lapen blan New Zeland (pwa 3.0 a 3.5kg, laj mwayèn 6 mwa) yo te owaza divize an kat gwoup: toutouni negatif, toutouni pozitif, SHP ak LOIS.Tout pwosedi ki enplike bèt yo te fèt an akò ak estanda etik Komite Enstitisyonèl Swen ak Itilizasyon Animal (IACUC apwouve, KOREA-2017-0159).Enplantasyon òtopedik la konsiste de yon plak bloke ak senk twou (longè 41 mm, lajè 7 mm ak epesè 2 mm) ak vis bloke kortik (longè 12 mm, dyamèt 2.7 mm) pou fikse ka zo kase.Eksepte pou plak sa yo ak vis yo itilize nan gwoup la fè-negatif, tout plak ak vis yo te enkube nan sispansyon MRSA (106 CFU / ml) pou 12 èdtan.Gwoup la toutouni-negatif (n = 6) te trete ak enplantasyon sifas toutouni san yo pa ekspoze a sispansyon bakteri, kòm yon kontwòl negatif pou enfeksyon.Yo te trete gwoup la ki pozitif (n = 6) ak yon implant sifas ki ekspoze a bakteri kòm yon kontwòl pozitif pou enfeksyon.Gwoup SHP a (n = 6) te trete ak enplantasyon SHP ki te ekspoze nan bakteri.Finalman, gwoup LOIS la te trete ak enplantasyon LOIS bakteri ki ekspoze (n = 6).Tout bèt yo kenbe nan yon kaj, epi yo bay anpil manje ak dlo.Anvan operasyon an, lapen yo te fè jèn pou 12 èdtan.Bèt yo te anestezi pa piki nan miskilè nan xylazine (5mg / kg) ak piki nan venn nan paclitaxel (3mg / kg) pou endiksyon.Apre sa, delivre 2% isoflurane ak 50% a 70% oksijèn medikal (pousantaj koule 2 L/min) nan sistèm respiratwa a pou kenbe anestezi.Li enplante atravè yon apwòch dirèk nan femur lateral la.Apre yo fin retire cheve ak dezenfeksyon povidone-yod nan po a, yo te fè yon ensizyon sou 6 cm nan longè sou deyò femoral la nan mitan gòch.Lè yo louvri espas sa a ant misk ki kouvri femoral la, femoral la konplètman ekspoze.Mete plak la devan arbr femoral la epi ranje li ak kat vis.Apre fikse, sèvi ak yon lam wè (1 mm epè) pou kreye yon ka zo kase atifisyèlman nan zòn ki genyen ant dezyèm twou a ak katriyèm twou a.Nan fen operasyon an, blesi a te lave ak saline epi fèmen ak suture.Chak lapen te enjekte anba lar ak enrofloxacin (5 mg / kg) dilye yon tyè nan saline.Yo te pran radyografi postoperasyon femoral la nan tout bèt (0, 7, 14, 21, 28, ak 42 jou) pou konfime osteotomi zo a.Apre anestezi gwo twou san fon, tout bèt yo te touye pa KCl nan venn (2 mmol / kg) sou 28 ak 42 jou.Apre ekzekisyon, femoral la te tcheke pa mikwo-CT pou obsève ak konpare pwosesis gerizon zo a ak nouvo fòmasyon zo ant kat gwoup yo.
Apre ekzekisyon, tisi mou yo ki te an kontak dirèk ak enplantasyon òtopedik yo te kolekte.Tisi a te fiks nan 10% net formalin tanpon lannwit lan ak Lè sa a, dezidrate nan EtOH.Tisi a dezidrate te entegre nan parafine ak seksyon nan yon epesè nan 40 μm lè l sèvi avèk yon mikrotom (400CS; EXAKT, Almay).Yo nan lòd yo vizyalize enfeksyon an, yo te fè tach H&E ak tach MT.Yo nan lòd yo tcheke repons lame a, tisi seksyon an te enkube ak antikò prensipal lapen anti-TNF-α (AB6671, Abcam, USA) ak lapen anti-IL-6 (AB6672; Abcam, USA), ak Lè sa a, trete ak refor.Oksidaz.Aplike sistèm tach konplèks avidin-biotin (ABC) nan seksyon yo dapre enstriksyon manifakti a.Yo nan lòd yo parèt kòm yon pwodwi reyaksyon mawon, 3,3-diaminobenzidine te itilize nan tout pati.Yon eskanè glise dijital (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, Ongri) te itilize pou visualiser tout tranch, epi omwen kat substrats nan chak gwoup yo te analize pa lojisyèl ImageJ.
Imaj radyografi yo te pran nan tout bèt apre operasyon ak chak semèn pou kontwole gerizon ka zo kase (n = 6 pou chak gwoup).Apre ekzekisyon, yo te itilize mikwo-CT wo rezolisyon pou kalkile fòmasyon callus alantou femoral la apre gerizon.Femoral yo te jwenn yo te netwaye, fikse nan 4% paraformaldeyid pou 3 jou, epi dezidrate nan 75% etanòl.Yo te analize zo dezidrate yo lè yo itilize mikwo-CT (SkyScan 1173, Brooke Micro-CT, Kandy, Bèljik) pou jenere imaj voxel 3D (2240 ​​× 2240 piksèl) nan echantiyon zo a.Sèvi ak 1.0 mm Al filtè pou diminye bri siyal epi aplike rezolisyon segondè nan tout analiz (E = 133 kVp, I = 60 μA, tan entegrasyon = 500 ms).Lojisyèl Nrecon (vèsyon 1.6.9.8, Bruker microCT, Kontich, Bèljik) te itilize pou jenere yon volim 3D echantiyon analize soti nan pwojeksyon lateral 2D akeri a.Pou analiz, imaj la rekonstwi 3D divize an kib 10mm × 10mm × 10mm dapre sit la ka zo kase.Kalkile callus deyò zo kortik la.Yo te itilize lojisyèl DataViewer (vèsyon 1.5.1.2; Bruker microCT, Kontich, Bèljik) pou redireksyon nimerik volim zo yo analize, epi yo te itilize lojisyèl CT-Analyzer (vèsyon 1.14.4.1; Bruker microCT, Kontich, Bèljik) pou analiz.Koefisyan absòpsyon radyografi relatif yo nan zo ki gen matirite ak callus yo distenge pa dansite yo, ak Lè sa a, volim callus la quantifier (n = 4).Yo nan lòd yo konfime ke byokonpatibilite nan LOIS pa retade pwosesis gerizon zo a, yo te fè analiz adisyonèl X-ray ak mikwo-CT nan de lapen: gwoup yo toutouni-negatif ak LOIS.Tou de gwoup yo te egzekite nan semèn nan 6th.
Femur yo nan bèt yo touye bèt yo te kolekte epi fiks nan 4% paraformaldehyde pou 3 jou.Lè sa a, implant òtopedik la retire ak anpil atansyon nan femoral la.Te femoral la dekalsifye pou 21 jou lè l sèvi avèk 0.5 M EDTA (EC-900, National Diagnostics Corporation).Lè sa a, femoral dekalsifye a te benyen nan EtOH pou fè li dezidrate.Te femur dezidrate a retire nan xylene ak entegre nan parafine.Lè sa a, echantiyon an te tranche ak yon mikrotom rotary otomatik (Leica RM2255, Leica Biosystems, Almay) ak yon epesè 3 μm.Pou tach TRAP (F6760, Sigma-Aldrich, Almay), echantiyon seksyon yo te deparafinize, reyidrate ak enkube nan reyaktif TRAP a 37 ° C pou 1 èdtan.Imaj yo te akeri lè l sèvi avèk yon eskanè glise (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, Ongri) epi yo te mezire lè yo mezire pwoteksyon zòn nan zòn nan tache.Nan chak eksperyans, yo te analize omwen kat substrats nan chak gwoup pa lojisyèl ImageJ.
Analiz siyifikasyon estatistik yo te fèt lè l sèvi avèk GraphPad Prism (GraphPad Software Inc., USA).Unpaired t-tès ak yon sèl-fason analiz de divèjans (ANOVA) yo te itilize pou teste diferans ki genyen ant gwoup evalyasyon yo.Nivo siyifikasyon an endike nan figi a jan sa a: *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 ak ****P<0.0001;NS, pa gen okenn diferans enpòtan.
Pou materyèl siplemantè pou atik sa a, tanpri gade http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/44/eabb0025/DC1
Sa a se yon atik aksè ouvè ki distribye dapre kondisyon Creative Commons Attribution-Non-Komèsyal Lisans, ki pèmèt itilizasyon, distribisyon ak repwodiksyon nan nenpòt mwayen, osi lontan ke itilizasyon an pa pou benefis komèsyal ak premis la se ke orijinal la. travay la kòrèk.Referans.
Remak: Nou mande w sèlman pou bay yon adrès imel pou moun ou rekòmande pou paj la konnen ke ou vle yo wè imel la e ke imel la pa spam.Nou p ap pran okenn adrès imel.
Kesyon sa a yo itilize pou teste si ou se yon vizitè imen ak pou anpeche otomatik soumèt spam.
Choe Kyung Min, Oh Young Jang, Park Jun Joon, Lee Jin Hyuk, Kim Hyun Cheol, Lee Kyung Moon, Lee Chang Kyu, Lee Yeon Taek, Lee Sun-uck, Jeong Morui
Kouch anti-bakteri ak iminitè nan enplantasyon òtopedik yo ka diminye enfeksyon ak repons iminitè ki te koze pa enfeksyon.
Choe Kyung Min, Oh Young Jang, Park Jun Joon, Lee Jin Hyuk, Kim Hyun Cheol, Lee Kyung Moon, Lee Chang Kyu, Lee Yeon Taek, Lee Sun-uck, Jeong Morui
Kouch anti-bakteri ak iminitè nan enplantasyon òtopedik yo ka diminye enfeksyon ak repons iminitè ki te koze pa enfeksyon.
©2021 Asosyasyon Ameriken pou Avansman Syans.tout dwa rezève.AAAS se yon patnè HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ak COUNTER.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.