විකලාංග බද්ධ කිරීමේ ශල්‍යකර්මයකට භාජනය වන රෝගීන් සඳහා, බැක්ටීරියා ආසාදන සහ ආසාදන-ප්‍රේරිත ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාර සැමවිටම ජීවිතයට තර්ජනයක් විය හැකිය.සාම්ප්‍රදායික ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය ජීව විද්‍යාත්මක දූෂණයට ගොදුරු වේ, එමඟින් බැක්ටීරියා තුවාල වූ ප්‍රදේශය ආක්‍රමණය කිරීමට සහ පශ්චාත් ශල්‍ය ආසාදන ඇති කරයි.එබැවින් විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා ප්‍රති-ආසාදන සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ගැලවීමේ ආලේපන සංවර්ධනය කිරීමේ හදිසි අවශ්‍යතාවයක් පවතී.මෙහිදී, අපි විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා උසස් මතුපිට වෙනස් කිරීමේ තාක්‍ෂණයක් සංවර්ධනය කර ඇත්තෙමු, එය Lubricated Orthopedic Implant Surface (LOIS) ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර, එය පිචර් පැලෑටි බඳුන්වල සුමට මතුපිටින් ආභාසය ලබා ඇත.LOIS සතුව විවිධ ද්‍රව සහ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය (සෛල, ප්‍රෝටීන, කැල්සියම් සහ බැක්ටීරියා ඇතුළුව) සඳහා දිගුකාලීන සහ ශක්තිමත් ද්‍රව විකර්ෂණයක් ඇත.ඊට අමතරව, අපි in vitro ශල්‍යකර්මයේදී අනිවාර්ය හානිය අනුකරණය කරමින් සීරීම් වලට එරෙහිව යාන්ත්‍රික කල්පැවැත්ම සහ සවි කිරීමේ බලය තහවුරු කළෙමු.LOIS හි ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක පරිමාණය සහ ප්‍රති-ආසාදන හැකියාව හොඳින් අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා හාවා ඇටමිදුළු ගිනි අවුලුවන කලව අස්ථි බිඳීමේ ආකෘතිය භාවිතා කරන ලදී.ප්‍රති-ජෛව දුෂණය කිරීමේ ගුණ සහ යාන්ත්‍රික කල්පැවැත්ම ඇති LOIS, ආසාදනවලින් තොර විකලාංග සැත්කම් වල ඉදිරි පියවරක් බව අපි සිතමු.
අද, සමස්ත වයස්ගත වීම හේතුවෙන්, විකලාංග රෝග (වැඩිහිටි අස්ථි බිඳීම්, පරිහානීය සන්ධි රෝග සහ ඔස්ටියෝපොරෝසිස් වැනි) වලින් පෙළෙන රෝගීන්ගේ සංඛ්‍යාව විශාල ලෙස වැඩි වී ඇත (1, 2).එබැවින්, වෛද්ය ආයතන, ඉස්කුරුප්පු, තහඩු, නියපොතු සහ කෘතිම සන්ධි (3, 4) විකලාංග බද්ධ කිරීම් ඇතුළුව විකලාංග ශල්යකර්ම සඳහා විශාල වැදගත්කමක් ලබා දෙයි.කෙසේ වෙතත්, සාම්ප්‍රදායික විකලාංග බද්ධ කිරීම් බැක්ටීරියා ඇලීමට සහ ජෛව පටල සෑදීමට ගොදුරු වන බව වාර්තා වී ඇති අතර එමඟින් ශල්‍යකර්මයෙන් පසු ශල්‍ය ස්ථාන ආසාදනය (SSI) ඇති කළ හැකිය (5, 6).විකලාංග බද්ධයේ මතුපිට ජෛව පටලය සෑදූ පසු, ප්රතිජීවක ඖෂධ විශාල මාත්රා භාවිතයෙන් පවා ජෛව පටලය ඉවත් කිරීම අතිශයින් දුෂ්කර වේ.එමනිසා, එය සාමාන්යයෙන් දරුණු පශ්චාත් ශල්ය ආසාදන වලට මග පාදයි (7, 8).ඉහත ගැටළු හේතුවෙන්, ආසාදිත තැන්පත් කිරීම් වලට ප්‍රතිකාර කිරීම, සියලුම තැන්පත් කිරීම් සහ අවට පටක ඉවත් කිරීම ඇතුළුව නැවත ක්‍රියාත්මක කිරීම ඇතුළත් විය යුතුය;එබැවින් රෝගියාට දැඩි වේදනාවක් සහ සමහර අවදානම් (9, 10) අත්විඳිනු ඇත.
මෙම ගැටළු වලින් සමහරක් විසඳීම සඳහා, මතුපිටට සම්බන්ධ බැක්ටීරියා ඉවත් කිරීම මගින් ආසාදනය වැලැක්වීම සඳහා ඖෂධ-එලියුටින් විකලාංග තැන්පත් කිරීම් සංවර්ධනය කර ඇත (11, 12).කෙසේ වෙතත්, උපාය මාර්ගය තවමත් සීමාවන් කිහිපයක් පෙන්වයි.මත්ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමේ බද්ධ කිරීම් දිගු කාලීනව බද්ධ කිරීම අවට පටක වලට හානි වී දැවිල්ල ඇති කර ඇති අතර එමඟින් නෙරෝසිස් ඇති විය හැකි බව වාර්තා වී ඇත (13, 14).මීට අමතරව, එක්සත් ජනපද ආහාර හා ඖෂධ පරිපාලනය විසින් දැඩි ලෙස තහනම් කර ඇති ඖෂධ-ඉලුටිං විකලාංග බද්ධ කිරීමේ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියෙන් පසුව පැවතිය හැකි කාබනික ද්‍රාවක, එහි ප්‍රමිතීන් සපුරාලීම සඳහා අමතර පිරිසිදු කිරීමේ පියවර අවශ්‍ය වේ (15).ඖෂධ-ඉලුටිං බද්ධ කිරීම් ඖෂධ පාලනයෙන් මුදා හැරීම සඳහා අභියෝගාත්මක වන අතර, ඒවායේ සීමිත ඖෂධ පැටවීම හේතුවෙන්, ඖෂධයේ දිගු කාලීන යෙදීම කළ නොහැකි ය (16).
තවත් පොදු උපාය මාර්ගයක් වන්නේ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය සහ බැක්ටීරියා මතුපිටට ඇලී සිටීම වැළැක්වීම සඳහා ප්‍රති-අපද්‍රව්‍ය බහුඅවයවයකින් බද්ධ කිරීම ආලේප කිරීමයි (17).නිදසුනක් ලෙස, ප්ලාස්මා ප්‍රෝටීන, සෛල සහ බැක්ටීරියා සමඟ ස්පර්ශ වන විට ඒවායේ ඇලෙන සුළු නොවන ගුණාංග නිසා zwitterionic බහු අවයවක අවධානය ආකර්ෂණය කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, එය දිගු කාලීන ස්ථාවරත්වය සහ යාන්ත්‍රික කල්පැවැත්ම සම්බන්ධ යම් සීමාවන් ඇති අතර, එය විකලාංග බද්ධ කිරීම් වල ප්‍රායෝගික යෙදීමට බාධා කරයි, විශේෂයෙන් ශල්‍යකර්ම වලදී යාන්ත්‍රික සීරීම් හේතුවෙන් (18, 19).මීට අමතරව, එහි ඉහළ ජෛව අනුකූලතාව, ඉවත් කිරීමේ ශල්‍යකර්ම සඳහා අවශ්‍යතාවය නොමැතිකම සහ විඛාදනයෙන් මතුපිට පිරිසිදු කිරීමේ ගුණාංග නිසා ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි ද්‍රව්‍ය වලින් සාදන ලද විකලාංග තැන්පත් කිරීම් භාවිතා කර ඇත (20, 21).විඛාදනයේදී, පොලිමර් අනුකෘතිය අතර රසායනික බන්ධන බිඳ වැටී මතුපිටින් වෙන් වී ඇති අතර, අනුගාමිකයින් මතුපිට පිරිසිදු කරයි.කෙසේ වෙතත්, මතුපිට පිරිසිදු කිරීම මගින් ප්රති-ජීව විද්යාත්මක අපවිත්ර වීම කෙටි කාලයක් තුළ ඵලදායී වේ.මීට අමතරව, පොලි (ලැක්ටික් අම්ලය-ග්ලයිකොලික් අම්ලය copolymer) (PLGA), පොලිලැක්ටික් අම්ලය (PLA) සහ මැග්නීසියම් මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහ ඇතුළු බොහෝ අවශෝෂණය කළ හැකි ද්‍රව්‍ය ශරීරයේ අසමාන ජෛව හායනයට හා ඛාදනය වීමට භාජනය වන අතර එය යාන්ත්‍රික ස්ථායීතාවයට අහිතකර ලෙස බලපායි.(විසි දෙකයි).මීට අමතරව, ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි තහඩු කොටස් බැක්ටීරියා වලට සම්බන්ධ වීමට ස්ථානයක් ලබා දෙයි, එය දිගු කාලීනව ආසාදනය වීමේ සම්භාවිතාව වැඩි කරයි.යාන්ත්‍රික පරිහානිය හා ආසාදනය වීමේ මෙම අවදානම ප්ලාස්ටික් සැත්කම් ප්‍රායෝගික භාවිතය සීමා කරයි (23).
නෙළුම් පත්‍රවල ධූරාවලි ව්‍යුහය අනුකරණය කරන සුපිරි හයිඩ්‍රොෆෝබික් (SHP) පෘෂ්ඨයන් අපිරිසිදු නොවන පෘෂ්ඨ සඳහා විභව විසඳුමක් බවට පත්ව ඇත (24, 25).SHP මතුපිට දියරයේ ගිල්වන විට, වායු බුබුලු සිරවී, එමගින් වායු සාක්කු සෑදී බැක්ටීරියා ඇලවීම වළක්වයි (26).කෙසේ වෙතත්, මෑත අධ්යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ SHP මතුපිටට යාන්ත්රික කල්පැවැත්ම සහ දිගු කාලීන ස්ථාවරත්වය සම්බන්ධ අවාසි ඇති අතර, එය වෛද්ය තැන්පත් කිරීම් වල යෙදීමට බාධාවක් වන බවයි.එපමණක් නොව, වායු සාක්කු දිය වී ඒවායේ ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග නැති වී යන අතර එමඟින් SHP මතුපිට විශාල මතුපිට ප්‍රදේශය හේතුවෙන් පුළුල් බැක්ටීරියා ඇලවීමක් ඇති වේ (27, 28).මෑතකදී, Aizenberg සහ සගයන් Nepenthes pitcher plant (29, 30) මගින් ආනුභාව ලත් සුමට මතුපිටක් සංවර්ධනය කිරීමෙන් ප්‍රති-ජෛව නාශක මතුපිට ආලේපනයේ නව්‍ය ක්‍රමයක් හඳුන්වා දෙන ලදී.සිනිඳු මතුපිට හයිඩ්‍රොලික් තත්ව යටතේ දිගු කාලීන ස්ථායීතාවයක් පෙන්නුම් කරයි, ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව වලට අතිශයින්ම ද්‍රව විකර්ෂක වන අතර ස්වයං-අලුත්වැඩියා කිරීමේ ගුණ ඇත.කෙසේ වෙතත්, සංකීර්ණ හැඩැති වෛද්‍ය බද්ධයකට ආලේපනයක් යෙදීමේ ක්‍රමයක් හෝ තැන්පත් කිරීමෙන් පසු හානියට පත් පටක සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට සහාය වන බව ඔප්පු වී නොමැත.
මෙහිදී, අපි ලිහිසි කරන ලද විකලාංග බද්ධ මතුපිටක් (LOIS), ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ-ව්‍යුහගත විකලාංග තැන්පත් මතුපිටක් සහ තුනී ලිහිසි තෙල් තට්ටුවක් සමඟ තදින් ඒකාබද්ධ කර එය ප්ලාස්ටික් සැත්කම් සමඟ සම්බන්ධ වීම වැළැක්වීම සඳහා අස්ථි බිඳීම වැනි බැක්ටීරියා ආසාදන හඳුන්වා දෙන්නෙමු.ෆ්ලෝරීන්-ක්‍රියාකාරී ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ මට්ටමේ ව්‍යුහය ව්‍යුහය මත ලිහිසි තෙල් ස්ථිරව සවි කරන බැවින්, සංවර්ධිත LOIS හට විවිධ ද්‍රවවල ඇලීම සම්පූර්ණයෙන්ම විකර්ෂණය කළ හැකි අතර දිගු කාලයක් අපිරිසිදු-විරෝධී ක්‍රියාකාරිත්වය පවත්වා ගත හැකිය.අස්ථි සංශ්ලේෂණය සඳහා අදහස් කරන විවිධ හැඩතලවල ද්රව්ය සඳහා LOIS ආලේපන යෙදිය හැකිය.ජෛව පටල බැක්ටීරියා [Pseudomonas aeruginosa සහ methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)] සහ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය (සෛල, ප්‍රෝටීන සහ කැල්සියම්) වලට එරෙහිව LOIS හි ඇති විශිෂ්ට ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණය vitro තුළ තහවුරු කර ඇත.උපස්ථරයට විස්තීර්ණ ඇලවීමේ ඇලවුම් අනුපාතය 1% ට වඩා අඩුය.මීට අමතරව, මතුපිට සීරීම් වැනි යාන්ත්‍රික ආතතියෙන් පසුව පවා, විනිවිද යන ලිහිසි තෙල් මගින් ඇතිවන ස්වයං-සුව කිරීම එහි ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග පවත්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.යාන්ත්රික කල්පැවැත්ම පරීක්ෂණ ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ ව්යුහාත්මක හා රසායනික වෙනස් කිරීම් වලින් පසුව වුවද, සම්පූර්ණ ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු නොවන බවයි.මීට අමතරව, ප්ලාස්ටික් සැත්කම් වලදී සිදුවන විවිධ යාන්ත්‍රික ආතතීන්ට LOIS ට ඔරොත්තු දිය හැකි බව සනාථ කිරීම සඳහා ශල්‍ය පරිසරයේ යාන්ත්‍රික ආතතිය අනුකරණය කරන in vitro පරීක්ෂණයක් සිදු කරන ලදී.අවසාන වශයෙන්, අපි LOIS හි උසස් ප්‍රතිබැක්ටීරීය ගුණ සහ ජෛව අනුකූලතාව ඇති බව ඔප්පු කරන ලද හාවා මත පදනම් වූ vivo femoral fracture ආකෘතියක් භාවිතා කළෙමු.අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ප්‍රමාද නොකර, බද්ධ කිරීමෙන් සති 4ක් ඇතුළත ස්ථායී ලිහිසි තෙල් හැසිරීම් සහ ප්‍රති-ජෛව දුෂ්චරිත ගුණයන් ඵලදායී ප්‍රති-ආසාදනය සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ගැලවීමේ කාර්ය සාධනය ලබා ගත හැකි බව විකිරණ විද්‍යාත්මක හා histological ප්රතිඵල තහවුරු කළේය.
රූප සටහන 1A මගින් සංවර්ධිත LOIS හි ක්‍රමානුරූප රූප සටහනක් පෙන්නුම් කරයි, එහි විශිෂ්ට ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදු සහ ප්‍රති-ආසාදිත ගුණාංග තහවුරු කිරීම සඳහා හාවා කලව අස්ථි බිඳීමේ ආකෘතියේ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ පරිමාණ ව්‍යුහයන් සමඟ බද්ධ කර ඇත.ජල පෝච්චියක මතුපිට අනුකරණය කිරීමට සහ මතුපිට ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය තුළ ලිහිසි තෙල් තට්ටුවක් ඇතුළත් කිරීමෙන් ජෛව අපවිත්‍ර වීම වැළැක්වීම සඳහා ජෛව අනුමිතික ක්‍රමයක් සිදු කෙරේ.ලිහිසි තෙල් එන්නත් කරන ලද මතුපිට ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය හා මතුපිට අතර සම්බන්ධතාවය අවම කළ හැකිය.එබැවින්, පෘෂ්ඨයේ ස්ථායී රසායනික බන්ධන සෑදීම හේතුවෙන්, එය විශිෂ්ට ප්රතිවිරෝධක කාර්ය සාධනයක් සහ දිගුකාලීන ස්ථාවරත්වයක් ඇත.එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, ලිහිසි පෘෂ්ඨයේ ඇති ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණයන් ජෛව වෛද්‍ය පර්යේෂණවල විවිධ ප්‍රායෝගික යෙදුම්වලට ඉඩ සලසයි.කෙසේ වෙතත්, මෙම විශේෂ මතුපිට ශරීරය තුළ අන්තර්ක්‍රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ පුළුල් පර්යේෂණ තවමත් අවසන් කර නොමැත.ඇල්බියුමින් සහ ජෛව පටල බැක්ටීරියා භාවිතයෙන් LOIS නිරුවත් උපස්ථර සමඟ vitro සමඟ සංසන්දනය කිරීමෙන්, LOIS හි නොඇලෙන බව තහවුරු කළ හැක (රූපය 1B).ඊට අමතරව, ආනත හිස් උපස්ථරය සහ LOIS උපස්ථරය මත ජල බිඳිති පෙරළීමෙන් (රූපය S1 සහ Movie S1), ජීව විද්‍යාත්මක දූෂණ ක්‍රියාකාරිත්වය පෙන්නුම් කළ හැකිය.ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂ රූපයේ පෙන්වා ඇති පරිදි, ප්‍රෝටීන් සහ බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමක නිරාවරණ උපස්ථරය මතුපිටට ඇලී ඇති ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය විශාල ප්‍රමාණයක් පෙන්නුම් කළේය.කෙසේ වෙතත්, එහි විශිෂ්ට ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණ නිසා, LOIS කිසිසේත්ම ප්‍රතිදීප්තියක් නොපෙන්වයි.එහි ප්‍රති-ජෛව නාශක සහ ප්‍රති-ආසාදන ගුණාංග තහවුරු කිරීම සඳහා, අස්ථි සංස්ලේෂණය (තහඩු සහ ඉස්කුරුප්පු) සඳහා විකලාංග තැන්පත් කිරීම් මතුපිටට LOIS යොදන ලද අතර හාවා කැඩී යාමේ ආකෘතියක තබා ඇත.බද්ධ කිරීමට පෙර, නිරුවත් විකලාංග බද්ධ කිරීම සහ LOIS පැය 12 ක් සඳහා බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමක තැන්පත් කරන ලදී.සංසන්දනය කිරීම සඳහා නිරාවරණය වන බද්ධයේ මතුපිට ජෛව පටලයක් සෑදී ඇති බව පූර්ව පුර්ව ලියාපදිංචි තක්සේරුව සහතික කරයි.රූප සටහන 1C හි තැන්පත් කිරීමෙන් සති 4 කට පසු අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ ඡායාරූපයක් පෙන්වයි.වම් පසින්, හිස් විකලාංග බද්ධයක් සහිත හාවෙකු බද්ධයේ මතුපිට ජෛව පටලයක් සෑදීම හේතුවෙන් දරුණු මට්ටමේ දැවිල්ලක් පෙන්නුම් කළේය.LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන් තුළ ප්‍රතිවිරුද්ධ ප්‍රති result ලය නිරීක්ෂණය කරන ලදී, එනම් LOIS හි අවට පටක ආසාදනයේ සලකුණු හෝ දැවිල්ලේ සලකුණු නොපෙන්වයි.මීට අමතරව, වම් පස ඇති දෘශ්‍ය රූපයෙන් නිරාවරණය වූ බද්ධය සහිත හාවාගේ ශල්‍ය ස්ථානය පෙන්නුම් කරයි, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ නිරාවරණය වූ බද්ධයේ මතුපිට බහු මැලියම් LOIS මතුපිට දක්නට නොලැබුණු බවයි.මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ LOIS හි දිගුකාලීන ස්ථාවරත්වයක් ඇති අතර එහි ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදුකම සහ ප්‍රති-ඇලවුම් ගුණාංග පවත්වා ගැනීමේ හැකියාව ඇති බවයි.
(A) LOIS හි ක්‍රමානුරූප රූප සටහන සහ එය හාවා කලව අස්ථි බිඳීමේ ආකෘතියක තැන්පත් කිරීම.(B) හිස් මතුපිට සහ LOIS උපස්ථරය මත ප්‍රෝටීන් සහ බැක්ටීරියා ජෛව පටලවල ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂීය රූපය.බද්ධ කිරීමෙන් සති 4කට පසු, (C) අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ ඡායාරූපමය රූපයක් සහ (D) X-ray රූපයක් (රතු සෘජුකෝණාස්‍රයකින් උද්දීපනය කර ඇත).පින්තුර අනුග්‍රහය: Kyomin Chae, Yonsei University.
විෂබීජහරණය කරන ලද, නිරාවරණය වූ සෘණාත්මකව තැන්පත් කරන ලද හාවන් දැවිල්ල හෝ ආසාදන කිසිදු සලකුණකින් තොරව සාමාන්ය අස්ථි සුව කිරීමේ ක්රියාවලියක් පෙන්නුම් කළේය.අනෙක් අතට, බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමක පූර්ව පුර්ව බද්ධ කිරීම් මගින් අවට පටකවල ආසාදන ආශ්‍රිත දැවිල්ල පෙන්නුම් කරයි.දිගු කලක් බැක්ටීරියා ඇලවීම වැළැක්වීමට ඇති නොහැකියාව මෙයට හේතු විය හැක (රූපය S2).LOIS සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට බලපාන්නේ නැත, නමුත් බද්ධ කිරීම හා සම්බන්ධ විය හැකි ආසාදන වළක්වන බව ඔප්පු කිරීම සඳහා, අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ නිරාවරණය වන ධනාත්මක අනුකෘතියේ සහ LOIS හි X-ray රූප සංසන්දනය කරන ලදී (රූපය 1D).හිස් ධනාත්මක බද්ධයේ එක්ස් කිරණ රූපයේ අස්ථි සම්පූර්ණයෙන්ම සුව වී නැති බව පෙන්නුම් කරමින් අඛණ්ඩ ඔස්ටියෝලිසිස් රේඛා පෙන්නුම් කළේය.මෙයින් ඇඟවෙන්නේ ආසාදන ආශ්‍රිත දැවිල්ල හේතුවෙන් අස්ථි ප්‍රතිසාධන ක්‍රියාවලිය විශාල වශයෙන් ප්‍රමාද විය හැකි බවයි.ඊට පටහැනිව, LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවන් සුව වී ඇති අතර පැහැදිලිවම අස්ථි බිඳීමක් පෙන්නුම් නොකළ බව පෙන්නුම් කළේය.
දිගුකාලීන ස්ථාවරත්වය සහ ක්‍රියාකාරීත්වය (ජෛව අපද්‍රව්‍ය වලට ප්‍රතිරෝධය ඇතුළුව) සමඟ වෛද්‍ය තැන්පත් කිරීම් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා බොහෝ උත්සාහයන් ගෙන ඇත.කෙසේ වෙතත්, විවිධ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය තිබීම සහ පටක ඇලීමේ ගතිකතාවයන් ඔවුන්ගේ සායනිකව විශ්වාසදායක ක්‍රම වර්ධනය කිරීම සීමා කරයි.මෙම අඩුපාඩු මඟහරවා ගැනීම සඳහා, අපි ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ස්ථර ව්‍යුහයක් සහ රසායනිකව වෙනස් කරන ලද මතුපිටක් සංවර්ධනය කර ඇති අතර, එය ඉහළ කේශනාලිකා බලය සහ රසායනික සම්බන්ධතාවය හේතුවෙන් සුමට ලිහිසි තෙල් උපරිම ලෙස තබා ගැනීමට ප්‍රශස්ත වේ.රූප සටහන 2A LOIS හි සමස්ත නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය පෙන්වයි.පළමුව, වෛද්ය ශ්රේණියේ මල නොබැඳෙන වානේ (SS) 304 උපස්ථරයක් සකස් කරන්න.දෙවනුව, ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය (HF) ද්‍රාවණය භාවිතයෙන් රසායනික කැටයම් කිරීම මගින් SS උපස්ථරය මත සාදනු ලැබේ.SS හි විඛාදන ප්‍රතිරෝධය ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම සඳහා, කැටයම් කරන ලද උපස්ථරය සැකසීමට නයිට්‍රික් අම්ලය (HNO3) ද්‍රාවණයක් (31) භාවිතා කරයි.Passivation මගින් SS උපස්ථරයේ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කරන අතර LOIS හි සමස්ත ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු කළ හැකි විඛාදන ක්‍රියාවලිය සැලකිය යුතු ලෙස මන්දගාමී කරයි.ඉන්පසුව, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (POTS) සමඟ ස්වයං-එකලස් කරන ලද ඒකස්ථරයක් (SAM) සෑදීමෙන්, පෘෂ්ඨය හා සුමට ලිහිසි තෙල් සම්බන්ධය අතර රසායනික අන්තර්ක්‍රියා වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා මතුපිට රසායනිකව වෙනස් කරනු ලැබේ.මතුපිට වෙනස් කිරීම සුමට ලිහිසි තෙල්වල මතුපිට ශක්තියට ගැලපෙන, නිපදවන ලද ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ පරිමාණ ව්‍යුහගත පෘෂ්ඨයේ මතුපිට ශක්තිය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.මෙය ලිහිසි තෙල් සම්පූර්ණයෙන්ම තෙත් කිරීමට ඉඩ සලසයි, එමගින් මතුපිට ස්ථාවර ලිහිසි තෙල් තට්ටුවක් සාදයි.නවීකරණය කරන ලද මතුපිට වැඩිදියුණු කළ ජලභීතිකාව පෙන්නුම් කරයි.ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය (32, 33) මගින් ඇතිවන අධික රසායනික සම්බන්ධතාවය සහ කේශනාලිකා බලය හේතුවෙන් ලිස්සන ලිහිසි තෙල් LOIS මත ස්ථායී හැසිරීමක් පෙන්නුම් කරන බවයි.මතුපිට වෙනස් කිරීම සහ ලිහිසි තෙල් එන්නත් කිරීමෙන් පසු SS මතුපිට දෘශ්‍ය වෙනස්කම් අධ්‍යයනය කරන ලදී.පෘෂ්ඨය මත පිහිටුවා ඇති ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ස්ථර ව්‍යුහය දෘශ්‍ය වෙනස්කම් ඇති කිරීමට සහ මතුපිට අඳුරු කිරීමට හේතු විය හැක.මෙම සංසිද්ධිය රළු මතුපිටට වැඩි දියුණු කරන ලද ආලෝක විසිරීමේ බලපෑමට ආරෝපණය කර ඇති අතර එමඟින් ආලෝකය උගුල් දැමීමේ යාන්ත්‍රණය මගින් ඇතිවන විසරණ පරාවර්තනය වැඩි කරයි (34).මීට අමතරව, ලිහිසි තෙල් එන්නත් කිරීමෙන් පසුව, LOIS අඳුරු වේ.ලිහිසි ස්තරය උපස්ථරයෙන් අඩු ආලෝකය පරාවර්තනය වීමට හේතු වන අතර එමඟින් LOIS අඳුරු වේ.ප්‍රති-ජෛව විසර්ජන කාර්ය සාධනය ලබා ගැනීම සඳහා කුඩාම ස්ලයිඩින් කෝණය (SA) පෙන්වීමට ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය/නැනෝව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා, ස්කෑන් ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM) සහ පරමාණුක යුගල විවිධ HF කැටයම් වේලාවන් සිදු කිරීමට භාවිතා කරන ලදී (0, 3)., 15 සහ විනාඩි 60) බල අන්වීක්ෂ (AFM) (රූපය 2B).SEM සහ AFM රූප මගින් පෙන්නුම් කරන්නේ කෙටි කාලයක කැටයම් කිරීමෙන් පසු (මිනිත්තු 3ක් එතීමේදී), හිස් උපස්ථරය අසමාන නැනෝ පරිමාණ රළුබවක් සෑදී ඇති බවයි.මතුපිට රළුබව කැටයම් කාලය සමඟ වෙනස් වේ (රූපය S3).කාලය වෙනස් වන වක්‍රය පෙන්නුම් කරන්නේ මතුපිට රළුබව අඛණ්ඩව වැඩි වන අතර මිනිත්තු 15 කින් උපරිමයට ළඟා වන අතර පසුව විනාඩි 30 කින් රළුබව අගයෙහි සුළු අඩුවීමක් පමණක් නිරීක්ෂණය කෙරේ.මෙම අවස්ථාවේදී, නැනෝ මට්ටමේ රළුබව ඉවත් කර ඇති අතර, ක්ෂුද්ර මට්ටමේ රළුබව දැඩි ලෙස වර්ධනය වන අතර, රළුබව වෙනස් කිරීම වඩාත් ස්ථායී වේ.මිනිත්තු 30 කට වඩා වැඩි කාලයක් කැටයම් කිරීමෙන් පසුව, රළුබවෙහි තවදුරටත් වැඩි වීමක් දක්නට ලැබේ, එය පහත පරිදි විස්තරාත්මකව විස්තර කෙරේ: SS වානේ වලින් සමන්විත වන අතර යකඩ, ක්‍රෝමියම්, නිකල්, මොලිබ්ඩිනම් සහ තවත් බොහෝ මූලද්‍රව්‍ය ඇතුළු මූලද්‍රව්‍ය සමඟ මිශ්‍ර කර ඇත.මෙම මූලද්‍රව්‍ය අතර යකඩ, ක්‍රෝමියම් සහ මොලිබ්ඩිනම් HF කැටයම් මගින් SS මත මයික්‍රෝන/නැනෝ පරිමාණ රළුබව සෑදීමේදී වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.විඛාදනයේ මුල් අවධියේදී, යකඩ සහ ක්‍රෝමියම් ප්‍රධාන වශයෙන් විඛාදනයට ලක්ව ඇත්තේ molybdenum වලට molybdenum වලට වඩා විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි බැවිනි.කැටයම් කිරීම ප්‍රගතිශීලී වන විට, කැටයම් ද්‍රාවණය දේශීය අධි සන්තෘප්තියට ළඟා වන අතර, කැටයම් කිරීමෙන් ඇති වන ෆ්ලෝරයිඩ් සහ ඔක්සයිඩ සාදයි.ෆ්ලෝරයිඩ් සහ ඔක්සයිඩ් අවක්ෂේප කර අවසානයේ මතුපිට නැවත තැන්පත් වන අතර මයික්‍රෝන/නැනෝ පරාසයේ මතුපිට රළු බවක් ඇති කරයි (31).මෙම ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ මට්ටමේ රළුබව LOIS හි ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණාංගවල වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.ද්විත්ව පරිමාණ පෘෂ්ඨය සමමුහුර්ත බලපෑමක් ඇති කරයි, කේශනාලිකා බලය විශාල ලෙස වැඩි කරයි.මෙම සංසිද්ධිය ලිහිසි තෙල් මතුපිටට ස්ථායීව විනිවිද යාමට ඉඩ සලසන අතර ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණාංග සඳහා දායක වේ (35).රළුබව ගොඩනැගීම කැටයම් කාලය මත රඳා පවතී.මිනිත්තු 10ක් කැටයම් කිරීම යටතේ, මතුපිට නැනෝ පරිමාණයේ රළුබවක් පමණක් අඩංගු වන අතර, ජෛව අපද්‍රව්‍ය ප්‍රතිරෝධය ඇති කිරීමට ප්‍රමාණවත් ලිහිසි තෙල් රඳවා ගැනීමට ප්‍රමාණවත් නොවේ (36).අනෙක් අතට, කැටයම් කිරීමේ කාලය මිනිත්තු 30 ඉක්මවන්නේ නම්, යකඩ සහ ක්‍රෝමියම් නැවත තැන්පත් වීමෙන් සෑදෙන නැනෝ පරිමාණ රළුබව අතුරුදහන් වන අතර, මොලිබ්ඩිනම් හේතුවෙන් ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ රළුබව පමණක් පවතිනු ඇත.අධික ලෙස කැටයම් කරන ලද මතුපිට නැනෝ පරිමාණයේ රළුබවක් නොමැති අතර LOIS හි ස්වයං-සුව කිරීමේ ලක්ෂණ කෙරෙහි සෘණාත්මකව බලපාන අදියර දෙකක රළුබවෙහි සහජීවන බලපෑම නැති වේ.අපිරිසිදු-විරෝධී කාර්ය සාධනය ඔප්පු කිරීම සඳහා විවිධ කැටයම් කාලයන් සහිත උපස්ථර මත SA මිනුම් සිදු කරන ලදී.දුස්ස්රාවීතාවය සහ පෘෂ්ඨීය ශක්තිය මත පදනම්ව විවිධ වර්ගයේ ද්‍රව තෝරා ගන්නා ලද අතර, ඩයෝනීකෘත (DI) ජලය, රුධිරය, එතිලීන් ග්ලයිකෝල් (EG), එතනෝල් (EtOH) සහ හෙක්සැඩකේන් (HD) (Figure S4).විවිධ පෘෂ්ඨීය ශක්තීන් සහ දුස්ස්‍රාවීතාවයන් සහිත විවිධ ද්‍රව සඳහා මිනිත්තු 15ක එතීමකින් පසු LOIS හි SA අවම අගය වන බව කාලය වෙනස් වන කැටයම් රටාව පෙන්නුම් කරයි.එබැවින්, ලිහිසි තෙල්වල කල්පැවැත්ම සහ විශිෂ්ඨ ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග ඵලදායි ලෙස පවත්වා ගැනීමට සුදුසු මයික්‍රෝන සහ නැනෝ පරිමාණ රළුබව සෑදීමට LOIS මිනිත්තු 15ක් සඳහා කැටයම් කිරීමට ප්‍රශස්ත කර ඇත.
(A) LOIS හි සිව්-පියවර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ ක්‍රමානුරූප රූප සටහන.ඇතුළු කිරීම උපස්ථරය මත සෑදූ SAM පෙන්වයි.(B) SEM සහ AFM රූප, විවිධ කැටයම් කාලයන් යටතේ උපස්ථරයේ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කිරීමට භාවිතා කරයි.X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) වර්ණාවලි (C) Cr2p සහ (D) F1s මතුපිට නිෂ්ක්‍රීය කිරීම සහ SAM ආලේපනයෙන් පසුව.au, අත්තනෝමතික ඒකකය.(E) හිස්, කැටයම් කළ, SHP සහ LOIS උපස්ථර මත ජල බිඳිතිවල නියෝජිත රූප.(F) SHP සහ LOIS මත විවිධ පෘෂ්ඨික ආතතීන් සහිත ද්‍රවවල ස්පර්ශක කෝණය (CA) සහ SA මැනීම.දත්ත මධ්‍යන්‍ය ± SD ලෙස ප්‍රකාශ වේ.
ඉන්පසුව, පෘෂ්ඨයේ රසායනික ගුණාංගවල වෙනස තහවුරු කිරීම සඳහා, එක් එක් මතුපිට ආලේපනයෙන් පසු උපස්ථර පෘෂ්ඨයේ රසායනික සංයුතියේ වෙනස්වීම අධ්යයනය කිරීම සඳහා X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) භාවිතා කරන ලදී.රූප සටහන 2C මඟින් HF කැටයම් කළ මතුපිට සහ HNO 3 ප්‍රතිකාර කළ මතුපිට XPS මිනුම් ප්‍රතිඵල පෙන්වයි.587.3 සහ 577.7 eV හි ඇති ප්‍රධාන ශිඛර දෙක ක්‍රෝමියම් ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ පවතින Cr-O බන්ධනයට ආරෝපණය කළ හැකි අතර එය HF කැටයම් කළ මතුපිටින් ඇති ප්‍රධාන වෙනස වේ.මෙයට ප්‍රධාන වශයෙන් හේතු වී ඇත්තේ HNO3 මගින් මතුපිට යකඩ සහ ක්‍රෝමියම් ෆ්ලෝරයිඩ් පරිභෝජනය කිරීමයි.HNO3 මත පදනම් වූ කැටයම් ක්‍රෝමියම් මතුපිට අක්‍රිය ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් සෑදීමට ඉඩ සලසයි, එමඟින් කැටයම් කරන ලද SS නැවත විඛාදනයට ප්‍රතිරෝධී වේ.රූප සටහන 2D හි, EG, රුධිරය සහ EtOH සඳහා පවා අතිශයින් ඉහළ ද්‍රව විකර්ෂණයක් ඇති SAM ආලේපනයෙන් පසු මතුපිට ෆ්ලෝරෝ කාබන් මත පදනම් වූ සිලේන් සෑදී ඇති බව තහවුරු කිරීමට XPS වර්ණාවලි ලබා ගන්නා ලදී.ප්ලාස්මා ප්‍රතිකාරය මගින් සාදන ලද හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ සමඟ සිලේන් ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් SAM ආලේපනය සම්පූර්ණ වේ.එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, CF2 සහ CF3 මුදුන්වල සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් දක්නට ලැබුණි.286 සහ 296 eV අතර බන්ධන ශක්තිය පෙන්නුම් කරන්නේ රසායනික වෙනස් කිරීම SAM ආලේපනය මගින් සාර්ථකව නිම කර ඇති බවයි.SHP සාපේක්ෂ වශයෙන් විශාල CF2 (290.1 ​​eV) සහ CF3 (293.3 eV) උච්ච පෙන්වයි, ඒවා මතුපිට පිහිටුවා ඇති ෆ්ලෝරෝකාබන් මත පදනම් වූ සිලේන් නිසා ඇතිවේ.රූප සටහන 2E මගින් හිස්, කැටයම් කරන ලද, SHP සහ LOIS සමඟ ස්පර්ශ වන විවිධ කාණ්ඩවල deionized ජලය සඳහා ස්පර්ශක කෝණය (CA) මිනුම්වල නියෝජිත දෘශ්‍ය රූප පෙන්වයි.මෙම රූපවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ රසායනික කැටයම් කිරීමෙන් සෑදෙන ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය නිසා ඩීඅයිනීකෘත ජලය ව්‍යුහය තුළට අවශෝෂණය වීම නිසා කැටයම් කළ මතුපිට ජලාකර්ෂණීය බවට පත් වන බවයි.කෙසේ වෙතත්, උපස්ථරය SAM වලින් ආලේප කරන විට, උපස්ථරය ශක්තිමත් ජල විකර්ෂණයක් පෙන්නුම් කරයි, එබැවින් මතුපිට SHP සෑදී ඇති අතර ජලය සහ මතුපිට අතර සම්බන්ධතා ප්රදේශය කුඩා වේ.අවසාන වශයෙන්, LOIS හි CA හි අඩුවීමක් නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, ලිහිසි තෙල් ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයට විනිවිද යාමට හේතු විය හැකි අතර එමඟින් සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය වැඩි වේ.මතුපිට විශිෂ්ට ද්‍රව විකර්ෂණය සහ ඇලෙන සුළු නොවන ගුණ ඇති බව ඔප්පු කිරීම සඳහා, විවිධ ද්‍රව භාවිතා කරමින් CA සහ SA මැනීම මගින් LOIS SHP උපස්ථරය සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී (රූපය 2F).දුස්ස්රාවීතාවය සහ පෘෂ්ඨීය ශක්තිය මත පදනම්ව විවිධ වර්ගවල ද්රව තෝරා ගන්නා ලදී, deionized ජලය, රුධිරය, EG, EtOH සහ HD (Figure S4).CA මිනුම් ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ CA HD වලට නැඹුරු වන විට, CA හි අඩු කිරීමේ අගය, CA අඩුම මතුපිට ශක්තිය ඇති බවයි.මීට අමතරව, සමස්ත CA හි LOIS අඩු වේ.කෙසේ වෙතත්, SA මැනීම සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් සංසිද්ධියක් පෙන්නුම් කරයි.අයනීකෘත ජලය හැර අනෙකුත් සියලුම ද්‍රව ලිස්සා යාමකින් තොරව SHP උපස්ථරයට අනුගත වේ.අනෙක් අතට, LOIS ඉතා අඩු SA පෙන්නුම් කරයි, එහිදී සියලුම ද්‍රවය 10° සිට 15° ට වඩා අඩු කෝණයකින් ඇල වූ විට, සියලු ද්‍රව පෙරළෙනු ඇත.SHP මතුපිටට වඩා LOIS හි ඇලෙන සුළු නොවන බව මෙයින් ප්‍රබල ලෙස පෙන්නුම් කරයි.මීට අමතරව, LOIS ආලේපන ටයිටේනියම් (Ti), පොලිෆීනයිල්සල්ෆෝන් (PPSU), පොලිඔක්සිමෙතිලීන් (POM), පොලිඑතර් ඊතර් කීටෝන් (PEEK) සහ ජෛව අවශෝෂණය කළ හැකි බහු අවයවක (PLGA) ඇතුළු විවිධ වර්ගයේ ද්‍රව්‍ය සඳහා ද යොදනු ලැබේ, ඒවා තැන්පත් කළ හැකි විකලාංග ද්‍රව්‍ය වේ (රූපය S5)).LOIS විසින් ප්‍රතිකාර කරන ලද ද්‍රව්‍ය මත ඇති ජල බිඳිතිවල අනුක්‍රමික රූප පෙන්නුම් කරන්නේ LOIS හි ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණ සියලු උපස්ථරවල සමාන බවයි.මීට අමතරව, CA සහ SA හි මිනුම් ප්රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ LOIS හි ඇලෙන සුළු නොවන ගුණාංග වෙනත් ද්රව්ය සඳහා යෙදිය හැකි බවයි.
LOIS හි අපිරිසිදු-විරෝධී ගුණ තහවුරු කිරීම සඳහා, විවිධ වර්ගයේ උපස්ථර (හිස්, කැටයම්, SHP සහ LOIS ඇතුළුව) Pseudomonas aeruginosa සහ MRSA සමඟ පුර්වගත කරන ලදී.මෙම බැක්ටීරියා දෙක නියෝජිත රෝහල් බැක්ටීරියා ලෙස තෝරාගෙන ඇති අතර, එය ජෛව පටල සෑදීමට හේතු විය හැකි අතර, SSI (37) වලට මග පාදයි.රූප සටහන 3 (A සහ B) මගින් පිළිවෙළින් කෙටි කාලීන (පැය 12) සහ දිගු කාලීන (පැය 72) සඳහා බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම තුළ තැන්පත් කර ඇති උපස්ථරවල ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂ රූප සහ ජනපද පිහිටුවීමේ ඒකකය (CFU) මිනුම් ප්‍රතිඵල පෙන්වයි.කෙටි කාලයක් තුළ, බැක්ටීරියා පොකුරු සෑදී ප්‍රමාණයෙන් වර්ධනය වන අතර, ශ්ලේෂ්මල වැනි ද්‍රව්‍යවලින් ආවරණය වී ඒවා ඉවත් කිරීම වළක්වයි.කෙසේ වෙතත්, පැය 72 ක ඉන්කියුබේෂන් කාලය තුළ, බැක්ටීරියා පරිණත වී වැඩි ජනපද හෝ පොකුරු සෑදීම සඳහා විසුරුවා හැරීමට පහසු වේ.එබැවින්, පැය 72 ක ඉන්කියුබේෂන් දිගුකාලීන වන අතර මතුපිට ශක්තිමත් ජෛව පටලයක් සෑදීමට සුදුසු පුර්ව ලියාපදිංචි තක්සේරු කාලය බව සැලකිය හැකිය (38).කෙටි කාලයක් තුළ, SHP හි කැටයම් කරන ලද මතුපිට සහ මතුපිට බැක්ටීරියා ඇලවීමක් පෙන්නුම් කළ අතර, එය හිස් උපස්ථරයට සාපේක්ෂව 25% සිට 50% දක්වා අඩු විය.කෙසේ වෙතත්, එහි විශිෂ්ට ප්‍රති-ජෛව නාශක කාර්ය සාධනය සහ ස්ථායීතාවය හේතුවෙන්, LOIS කෙටි කාලීන හා දිගු කාලීනව බැක්ටීරියා ජෛව පටල ඇලවීමක් පෙන්නුම් කළේ නැත.ක්‍රමානුරූප රූප සටහන (රූපය 3C) SHP සහ LOIS යන කැටයම් ද්‍රාවණයේ ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදු යාන්ත්‍රණය පිළිබඳ පැහැදිලි කිරීම විස්තර කරයි.උපකල්පනය වන්නේ හයිඩ්‍රොෆිලික් ගුණ සහිත කැටයම් කරන ලද උපස්ථරයට හිස් උපස්ථරයට වඩා විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් ඇති බවයි.එබැවින්, කැටයම් කරන ලද උපස්ථරය මත වැඩි බැක්ටීරියා ඇලවීමක් සිදුවනු ඇත.කෙසේ වෙතත්, හිස් උපස්ථරය හා සසඳන විට, කැටයම් කරන ලද උපස්ථරයේ මතුපිට ඇති ජෛව පටල සැලකිය යුතු ලෙස අඩුය.මෙයට හේතුව ජල අණු හයිඩ්‍රොෆිලික් මතුපිටට තදින් බැඳෙන අතර ජලය සඳහා ලිහිසි තෙල් ලෙස ක්‍රියා කරන අතර එමඟින් කෙටිකාලීනව බැක්ටීරියා ඇලීමට බාධා කරයි (39).කෙසේ වෙතත්, ජල අණු ස්ථරය ඉතා තුනී වන අතර බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම්වල දිය වේ.එමනිසා, ජල අණුක ස්තරය දිගු කාලයක් අතුරුදහන් වන අතර, එය පුළුල් බැක්ටීරියා ඇලවීමක් සහ පැතිරීමකට තුඩු දෙයි.SHP සඳහා, එහි කෙටි කාලීන තෙත් නොවන ගුණාංග නිසා, බැක්ටීරියා ඇලවීම වළක්වයි.අඩු කරන ලද බැක්ටීරියා ඇලවීම ස්ථර ව්‍යුහයේ සිරවී ඇති වායු සාක්කු සහ පහළ මතුපිට ශක්තියට ආරෝපණය කළ හැකි අතර එමඟින් බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම සහ මතුපිට අතර සම්බන්ධතා අවම වේ.කෙසේ වෙතත්, SHP හි විස්තීර්ණ බැක්ටීරියා ඇලවීමක් නිරීක්ෂණය කරන ලද්දේ දිගු කලක් තිස්සේ එහි අපිරිසිදු විරෝධී ගුණාංග නැති වී ඇති බැවිනි.මෙය ප්‍රධාන වශයෙන් සිදුවන්නේ හයිඩ්‍රොස්ටැටික් පීඩනය හේතුවෙන් වායු සාක්කු අතුරුදහන් වීම සහ ජලයේ වාතය විසුරුවා හැරීමයි.මෙයට ප්‍රධාන වශයෙන් හේතු වී ඇත්තේ ද්‍රාවණය හේතුවෙන් වායු සාක්කු අතුරුදහන් වීම සහ මැලියම් සඳහා විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් සපයන ස්ථර ව්‍යුහය (27, 40).දිගුකාලීන ස්ථායීතාවයට වැදගත් බලපෑමක් ඇති මෙම උපස්ථර දෙක මෙන් නොව, LOIS හි අඩංගු ලිහිසි ලිහිසි තෙල් ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයට එන්නත් කරන අතර දිගු කාලීනව පවා අතුරුදහන් නොවේ.ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහ වලින් පුරවා ඇති ලිහිසි තෙල් ඉතා ස්ථායී වන අතර ඒවායේ අධික රසායනික සම්බන්ධතාවය හේතුවෙන් මතුපිටට දැඩි ලෙස ආකර්ෂණය වන අතර එමඟින් දිගු කාලයක් බැක්ටීරියා ඇලවීම වළක්වයි.රූපය S6 මගින් පොස්පේට් බෆරඩ් සේලයින් (PBS) තුළ ගිල්වා ඇති ලිහිසි තෙල් යෙදූ උපස්ථරයක පරාවර්තක කන්ෆෝකල් අන්වීක්ෂ රූපයක් පෙන්වයි.අඛණ්ඩ රූපවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ පැය 120 ක සුළු සෙලවීමකින් (120 rpm) පසුව වුවද, LOIS මත ලිහිසි තෙල් ස්ථරය නොවෙනස්ව පවතින අතර, ප්‍රවාහ තත්ව යටතේ දිගු කාලීන ස්ථාවරත්වය පෙන්නුම් කරයි.මෙයට හේතුව ෆ්ලෝරීන් මත පදනම් වූ SAM ආලේපනය සහ පර්ෆ්ලෝරොකාබන් මත පදනම් වූ ලිහිසි තෙල් අතර ඇති ඉහළ රසායනික සම්බන්ධතාවය නිසා ස්ථාවර ලිහිසි තෙල් තට්ටුවක් සෑදිය හැකිය.එබැවින්, අපිරිසිදු විරෝධී කාර්ය සාධනය පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ.මීට අමතරව, උපස්ථරය ප්ලාස්මා හි ඇති නියෝජිත ප්‍රෝටීන (ඇල්බියුමින් සහ ෆයිබ්‍රිනොජන්), ප්‍රතිශක්තිකරණ ක්‍රියාකාරිත්වයට සමීපව සම්බන්ධ සෛල (මැක්‍රෝෆේජ් සහ ෆයිබ්‍රොබ්ලාස්ට්) සහ අස්ථි සෑදීමට සම්බන්ධ ඒවාට එරෙහිව පරීක්‍ෂා කරන ලදී.කැල්සියම් අන්තර්ගතය ඉතා ඉහළ ය.(රූපය 3D, 1 සහ 2, සහ රූපය S7) (41, 42).මීට අමතරව, ෆයිබ්‍රිනොජන්, ඇල්බියුමින් සහ කැල්සියම් සඳහා වූ ඇලවුම් පරීක්ෂණයේ ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂ රූප එක් එක් උපස්ථර කාණ්ඩයේ විවිධ ඇලවුම් ලක්ෂණ පෙන්නුම් කළේය (රූපය S8).අස්ථි සෑදීමේදී, අලුතින් සාදන ලද අස්ථි සහ කැල්සියම් ස්ථර විකලාංග බද්ධය වට කර ගත හැකි අතර, එය ඉවත් කිරීම අපහසු වනවා පමණක් නොව, ඉවත් කිරීමේ ක්රියාවලියේදී රෝගියාට අනපේක්ෂිත හානියක් සිදු විය හැක.එබැවින් අස්ථි තහඩු සහ ඉස්කුරුප්පු මත අඩු කැල්සියම් තැන්පතු තැන්පත් කිරීම ඉවත් කිරීම අවශ්ය වන විකලාංග ශල්යකර්ම සඳහා ප්රයෝජනවත් වේ.ප්‍රතිදීප්ත තීව්‍රතාවය සහ සෛල ගණන මත පදනම්ව අමුණා ඇති ප්‍රදේශයේ ප්‍රමාණකරණය මත පදනම්ව, අනෙකුත් උපස්ථර හා සසඳන විට සියලුම ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය සඳහා LOIS විශිෂ්ට ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණ පෙන්වන බව අපි තහවුරු කළෙමු.in vitro පරීක්ෂණවල ප්‍රතිඵලවලට අනුව, ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදු LOIS විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා යෙදිය හැකි අතර, එමඟින් ජෛව පටල බැක්ටීරියා මගින් ඇති වන ආසාදන වැලැක්වීම පමණක් නොව, ශරීරයේ ක්‍රියාකාරී ප්‍රතිශක්තිකරණ පද්ධතිය නිසා ඇතිවන දැවිල්ල අඩු කළ හැකිය.
(A) 12 සහ 72 පැය සඳහා Pseudomonas aeruginosa සහ MRSA අත්හිටුවීම් තුළ පුර්වීකරණය කරන ලද එක් එක් කාණ්ඩයේ (නිරුවත්, අකුරු කළ, SHP සහ LOIS) ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂ රූප.(B) එක් එක් කාණ්ඩයේ මතුපිට Pseudomonas aeruginosa සහ MRSA අනුගාමික CFU සංඛ්යාව.(C) කෙටි කාලීන සහ දිගු කාලීන කැටයම්, SHP සහ LOIS හි ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදු යාන්ත්‍රණයේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන.(D) (1) හිස් සහ LOIS වලට ඇලී ඇති සෛලවල එක් එක් උපස්ථරයට සහ ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂ රූපවලට ඇලී ඇති ෆයිබ්‍රොබ්ලාස්ට් සංඛ්‍යාව.(2) අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට සම්බන්ධ ප්‍රතිශක්තිකරණ ආශ්‍රිත ප්‍රෝටීන, ඇල්බියුමින් සහ කැල්සියම් වල ඇලවුම් පරීක්ෂණය (* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 සහ **** P <0.0001).ns, වැදගත් නොවේ.
නොවැළැක්විය හැකි සාන්ද්‍රිත ආතතීන් වලදී, යාන්ත්‍රික කල්පැවැත්ම සෑම විටම ප්‍රති-අපිරිසිදු ආලේපන යෙදීම සඳහා ප්‍රධාන අභියෝගය වී ඇත.සාම්ප්‍රදායික අපද්‍රව්‍ය විරෝධී ජෙල් ක්‍රම පදනම් වී ඇත්තේ අඩු ජල ද්‍රාව්‍යතාව සහ අස්ථාවරත්වය සහිත බහු අවයවක මත ය.එමනිසා, ඔවුන් සාමාන්‍යයෙන් ජෛව වෛද්‍ය යෙදුම්වල යාන්ත්‍රික ආතතියට ගොදුරු වේ.එබැවින්, විකලාංග බද්ධ කිරීම් (43, 44) වැනි යෙදුම් සඳහා යාන්ත්‍රිකව කල් පවතින ප්‍රති-අපිරිසිදු ආලේපන අභියෝගයක් ලෙස පවතී.රූප සටහන 4A(1) මගින් විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා යොදන ප්‍රධාන ආතති වර්ග දෙක පෙන්නුම් කරයි, සීරීම් (කැරුම් ආතතිය) සහ බලහත්කාරයෙන් නිපදවන හානියට පත් බද්ධයේ දෘශ්‍ය රූපය සමඟ සම්පීඩනය ද ඇතුළත් වේ.උදාහරණයක් ලෙස, ඉස්කුරුප්පු නියනකින් ඉස්කුරුප්පු ඇණ තද කළ විට, හෝ ශල්‍ය වෛද්‍යවරයා අස්ථි තහඩුව කරකැවිල්ලකින් තදින් අල්ලාගෙන සම්පීඩක බලය යොදන විට, ප්ලාස්ටික් අස්ථි තහඩුවට හානි වී මැක්‍රෝ සහ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ තරාදි දෙකෙහිම සීරීම් සිදුවේ (රූපය 4A, 2)ප්ලාස්ටික් සැත්කම් අතරතුර නිපදවන ලද LOIS හට මෙම හානිවලට ඔරොත්තු දිය හැකිද යන්න පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා හිස් උපස්ථරයේ දෘඪතාව සහ LOIS හි දෘඪතාව සංසන්දනය කිරීම සඳහා නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සිදු කරන ලදී (රූපය. 4B).ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයන් පැවතීම හේතුවෙන් LOIS හි විවිධ විකෘති හැසිරීම් ක්‍රමානුරූප රූප සටහන පෙන්වයි.නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ප්රතිඵල මත පදනම්ව බල-විස්ථාපන වක්රයක් ඇඳ ඇත (රූපය 4C).නිල් රූපය නිරුවත් උපස්ථරය නියෝජනය කරයි, එය 0.26-μm උපරිම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුරෙන් පෙනෙන පරිදි සුළු විකෘතියක් පමණක් පෙන්වයි.අනෙක් අතට, LOIS (රතු වක්‍රය) හි නිරීක්ෂණය කරන ලද නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බලයේ ක්‍රමයෙන් වැඩි වීම සහ විස්ථාපනය අඩු යාන්ත්‍රික ගුණාංගවල සලකුණු පෙන්නුම් කළ හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස 1.61μm නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ගැඹුරක් ඇති වේ.මක්නිසාද යත්, LOIS හි ඇති ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහය නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටරයේ තුඩ සඳහා ගැඹුරු දියුණු අවකාශයක් සපයන නිසා එහි විරූපණය හිස් උපස්ථරයට වඩා වැඩි වේ.Kosta-Gdoutos et al.(45) නැනෝ ව්‍යුහයන් පැවතීම නිසා නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සහ ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ රළුබව අක්‍රමවත් නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් වක්‍රවලට තුඩු දෙන බව විශ්වාස කරයි.සෙවන ලද ප්‍රදේශය නැනෝ ව්‍යුහයට ආරෝපණය කරන ලද අක්‍රමවත් විරූපණ වක්‍රයට අනුරූප වන අතර සෙවනැලි නොවන ප්‍රදේශය ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයට ආරෝපණය වේ.මෙම විරූපණය රඳවන ලිහිසි තෙල්වල ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයට/නැනෝ ව්‍යූහයට හානි විය හැකි අතර එහි අපිරිසිදු විරෝධී ක්‍රියාකාරිත්වයට අහිතකර ලෙස බලපායි.LOIS හි හානියේ බලපෑම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, ප්ලාස්ටික් සැත්කම් අතරතුර ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයන්ට නොවැළැක්විය හැකි හානිය ශරීරය තුළ ප්‍රතිවර්තනය කරන ලදී.රුධිර හා ප්‍රෝටීන් ඇලවුම් පරීක්ෂණ භාවිතා කිරීමෙන්, LOIS හි ප්‍රතිජීවක ගුණ වල ස්ථායීතාවය නිශ්චය කර ගත හැක (රූපය 4D).දෘශ්‍ය රූප මාලාවක් එක් එක් උපස්ථරයේ සිදුරු අසල සිදු වූ හානිය පෙන්වයි.ප්රති-ජෛව නාශක ආලේපනය මත යාන්ත්රික හානිවල බලපෑම පෙන්නුම් කිරීම සඳහා රුධිර ඇලවුම් පරීක්ෂණයක් සිදු කරන ලදී (රූපය 4E).SHP මෙන්, හානි වීම නිසා ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග නැති වී යන අතර, LOIS රුධිරය විකර්ෂණය කිරීමෙන් විශිෂ්ට ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග ප්‍රදර්ශනය කරයි.මක්නිසාද යත්, හානියට පත් ප්‍රදේශය ආවරණය කරන කේශනාලිකා ක්‍රියාව මගින් පෘෂ්ඨීය ශක්තිය මෙහෙයවනු ලබන නිසා, ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහගත ලිහිසි තෙල් ලිහිසි තෙල් ප්‍රවාහය ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි (35).ඇල්බියුමින් භාවිතයෙන් ප්‍රෝටීන් ඇලවුම් පරීක්ෂණයේදී ද එම ප්‍රවණතාවය නිරීක්ෂණය විය.හානියට පත් ප්රදේශය තුළ, SHP මතුපිට ප්රෝටීන් ඇලවීම පුළුල් ලෙස නිරීක්ෂණය කරනු ලබන අතර, එහි ප්රදේශය ආවරණය කිරීම මැනීමෙන්, එය හිස් උපස්ථරයේ ඇලවුම් මට්ටමෙන් අඩක් ලෙස ගණනය කළ හැකිය.අනෙක් අතට, LOIS එහි ප්‍රති-ජෛව දුෂ්චරිත ගුණයන් ඇලවීමක් ඇති නොකර පවත්වා ගෙන ගියේය (රූපය 4, F සහ G).මීට අමතරව, ඉස්කුරුප්පුවේ මතුපිට බොහෝ විට සිදුරු කිරීම වැනි ශක්තිමත් යාන්ත්රික ආතතියට ලක් වේ, එබැවින් අපි LOIS ආලේපනයෙහි ඇති ඉස්කුරුප්පු ඇණ මත නොවෙනස්ව සිටීමට ඇති හැකියාව අධ්යයනය කළා.4H හි හිස්, SHP සහ LOIS ඇතුළුව විවිධ ඉස්කුරුප්පු වල දෘශ්‍ය රූප පෙන්වයි.රතු සෘජුකෝණාස්රය අස්ථි තැන්පත් කිරීමේදී ශක්තිමත් යාන්ත්රික ආතතියක් ඇතිවන ඉලක්ක ප්රදේශය නියෝජනය කරයි.තහඩුවේ ප්‍රෝටීන් ඇලවුම් පරීක්ෂණයට සමානව, ප්‍රබල යාන්ත්‍රික ආතතිය යටතේ වුවද, LOIS ආලේපනයේ අඛණ්ඩතාව සනාථ කිරීම සඳහා ප්‍රෝටීන් ඇලවීම සහ ආවරණ ප්‍රදේශය මැනීම සඳහා ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂයක් භාවිතා කරයි (රූපය 4, I සහ J).LOIS-ප්‍රතිකාර කරන ලද ඉස්කුරුප්පු විශිෂ්ට ප්‍රති-අපිරිසිදු කාර්ය සාධනයක් ප්‍රදර්ශනය කරන අතර කිසිදු ප්‍රෝටීනයක් පාහේ මතුපිටට නොගැලපේ.අනෙක් අතට, හිස් ඉස්කුරුප්පු සහ SHP ඉස්කුරුප්පු වල ප්‍රෝටීන් ඇලවීම නිරීක්ෂණය කරන ලදී, එහිදී SHP ඉස්කුරුප්පු වල ප්‍රදේශ ආවරණය හිස් ඉස්කුරුප්පු වල ප්‍රමාණයෙන් තුනෙන් එකක් විය.මීට අමතරව, සවි කිරීම සඳහා භාවිතා කරන විකලාංග බද්ධ කිරීම, රූප සටහන 4K හි පෙන්වා ඇති පරිදි, අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයට යොදන ආතතියට ඔරොත්තු දීම සඳහා යාන්ත්‍රිකව ශක්තිමත් විය යුතුය.එබැවින්, යාන්ත්රික ලක්ෂණ මත රසායනික වෙනස් කිරීමේ බලපෑම තීරණය කිරීම සඳහා නැමීමේ පරීක්ෂණයක් සිදු කරන ලදී.මීට අමතරව, මෙය සිදු කරනු ලබන්නේ බද්ධ කිරීමේ සිට ස්ථාවර ආතතිය පවත්වා ගැනීම සඳහාය.බද්ධ කිරීම සම්පූර්ණයෙන් නැවී ආතති-ආතති වක්‍රයක් ලබා ගන්නා තෙක් සිරස් යාන්ත්‍රික බලය යොදන්න (රූපය 4L, 1).යංග්ගේ මාපාංකය සහ නම්‍ය ශක්තිය ඇතුළු ගුණාංග දෙකක් හිස් සහ LOIS උපස්ථර අතර ඒවායේ යාන්ත්‍රික ශක්තියේ දර්ශක ලෙස සංසන්දනය කරන ලදී (රූපය 4L, 2 සහ 3).යංග්ගේ මාපාංකය මගින් යාන්ත්රික වෙනස්කම් වලට ඔරොත්තු දීමේ ද්රව්යයේ හැකියාව පෙන්නුම් කරයි.එක් එක් උපස්ථරයක යන්ග්ගේ මාපාංකය පිළිවෙලින් 41.48±1.01 සහ 40.06±0.96 GPa වේ;නිරීක්ෂණය කරන ලද වෙනස 3.4% පමණ වේ.මීට අමතරව, ද්‍රව්‍යයේ තද බව තීරණය කරන නැමීමේ ශක්තිය හිස් උපස්ථරය සඳහා 102.34±1.51 GPa සහ SHP සඳහා 96.99±0.86 GPa බව වාර්තා වේ.හිස් උපස්ථරය ආසන්න වශයෙන් 5.3% වැඩි වේ.යාන්ත්‍රික ගුණාංගවල සුළු අඩුවීමක් නොච් ආචරණය නිසා ඇති විය හැක.නොච් ආචරණයේදී, ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ රළුබව සටහන් කට්ටලයක් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර, එය දේශීය ආතති සාන්ද්‍රණයට තුඩු දෙන අතර බද්ධයේ යාන්ත්‍රික ගුණවලට බලපායි (46).කෙසේ වෙතත්, මිනිස් බාහික අස්ථිවල දෘඩතාව 7.4 සහ 31.6 GPa අතර පවතින බව වාර්තා වන අතර, මනින ලද LOIS මාපාංකය මිනිස් බාහික අස්ථි (47) ඉක්මවීම යන කරුණ මත පදනම්ව, අස්ථි බිඳීම සහ එහි සමස්තය සඳහා ආධාර කිරීමට LOIS ප්‍රමාණවත් වේ. මතුපිට වෙනස් කිරීම මගින් යාන්ත්‍රික ගුණාංග අවම වශයෙන් බලපායි.
(A) ශල්‍යකර්මයේදී විකලාංග බද්ධයට යොදන ලද යාන්ත්‍රික ආතතිය (1) සහ (2) හානියට පත් විකලාංග බද්ධයේ දෘශ්‍ය රූපයේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන.(B) නැනෝ-යාන්ත්‍රික ගුණ මැනීමේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් සහ හිස් මතුපිට LOIS මගින්.(C) හිස් පෘෂ්ඨයේ සහ LOIS හි නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් බල-විස්ථාපන වක්‍රය.(D) අභ්‍යන්තර පරීක්‍ෂණවලින් පසුව, මෙහෙයුම අතරතුර ඇති වූ යාන්ත්‍රික ආතතිය අනුකරණය කිරීම සඳහා විවිධ වර්ගයේ විකලාංග තහඩු වල දෘශ්‍ය රූප අනුකරණය කරන්න (හානි වූ ප්‍රදේශය රතු සෘජුකෝණාස්‍රයකින් උද්දීපනය කර ඇත).(E) හානියට පත් විකලාංග තහඩු කාණ්ඩයේ රුධිර ඇලවුම් පරීක්ෂණය සහ (F) ප්‍රෝටීන් ඇලවුම් පරීක්ෂණය.(G) තහඩුවට ඇලී ඇති ප්‍රෝටීන් ප්‍රදේශ ආවරණය මැනීම.(H) in vitro අත්හදා බැලීමෙන් පසු විවිධ වර්ගයේ විකලාංග ඉස්කුරුප්පු වල දෘශ්‍ය රූප.(I) විවිධ ආලේපනවල අඛණ්ඩතාව අධ්යයනය කිරීම සඳහා ප්රෝටීන් ඇලවුම් පරීක්ෂණය.(J) ඉස්කුරුප්පු ඇණෙහි ඇති ප්‍රෝටීනයේ ප්‍රදේශ ආවරණය මැනීම.(K) හාවාගේ චලනය කැඩී ගිය අස්ථිය මත ස්ථාවර ආතතියක් ඇති කිරීමට අදහස් කෙරේ.(L) (1) නැමීමට පෙර සහ පසු පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල සහ දෘශ්‍ය රූප නැමෙන්න.(2) Young's modulus හි වෙනස සහ (3) හිස් බද්ධ කිරීම සහ SHP අතර නැමීමේ ශක්තිය.දත්ත මධ්‍යන්‍ය ± SD (*P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 සහ ****P<0.0001) ලෙස ප්‍රකාශ වේ.පින්තුර අනුග්‍රහය: Kyomin Chae, Yonsei University.
සායනික අවස්ථා වලදී, ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය හා තුවාල සහිත ස්ථාන සමඟ බොහෝ බැක්ටීරියා සම්බන්ධතා පැමිණෙන්නේ පරිණත, පරිණත ජෛව පටල වලින් (48).එබැවින්, එක්සත් ජනපදයේ රෝග පාලනය සහ වැළැක්වීමේ මධ්‍යස්ථාන ඇස්තමේන්තු කරන්නේ සියලුම මිනිස් ආසාදනවලින් 65% ක් ජෛව පටලවලට සම්බන්ධ බවයි (49).මෙම අවස්ථාවෙහිදී, බද්ධයේ මතුපිට ස්ථාවර ජෛව පටල සෑදීම සපයන in vivo පර්යේෂණාත්මක සැලසුමක් සැපයීම අවශ්‍ය වේ.එමනිසා, අපි හාවා කලව අස්ථි බිඳීමේ ආකෘතියක් සකස් කළෙමු, එහි විකලාංග බද්ධ කිරීම් බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමකින් පූර්ව පුර්ව බද්ධ කර පසුව හාවා කලව තුළ බද්ධ කර vivo හි LOIS හි අපිරිසිදුකම වැළැක්වීමේ ගුණාංග අධ්‍යයනය කළෙමු.පහත සඳහන් වැදගත් කරුණු තුන නිසා, බැක්ටීරියා ආසාදන සෘජුවම බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම් එන්නත් කරනවාට වඩා පූර්ව-සංස්කෘතිය මගින් ප්‍රේරණය වේ: (i) හාවුන්ගේ ප්‍රතිශක්තිකරණ පද්ධතිය ස්වභාවිකවම මිනිසුන්ට වඩා ශක්තිමත් ය;එබැවින්, බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම් සහ ප්ලාන්ක්ටොනික් බැක්ටීරියා එන්නත් කළ හැකිය එය ජෛව පටල සෑදීමට කිසිදු බලපෑමක් නැත.(Ii) ප්ලාන්ක්ටොනික් බැක්ටීරියා ප්‍රතිජීවක සඳහා වඩාත් සංවේදී වන අතර, ප්‍රතිජීවක සාමාන්‍යයෙන් ශල්‍යකර්මයෙන් පසුව භාවිතා කරනු ලැබේ;අවසාන වශයෙන්, (iii) ප්ලාන්ක්ටොනික් බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම සත්වයාගේ ශරීර තරල මගින් තනුක කළ හැකිය (50).බද්ධ කිරීමට පෙර බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමක බද්ධ කිරීම පූර්ව-සංස්කරණය කිරීමෙන්, අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට බැක්ටීරියා ආසාදනය සහ විදේශීය ශරීර ප්‍රතික්‍රියාව (FBR) හි හානිකර බලපෑම් පිළිබඳව අපට හොඳින් අධ්‍යයනය කළ හැකිය.ඇටකටු සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සඳහා අත්‍යවශ්‍ය අස්ථි ඒකාබද්ධ කිරීම සති 4 ක් ඇතුළත අවසන් වන බැවින් හාවන් බද්ධ කිරීමෙන් සති 4 කට පසුව පූජා කරන ලදී.ඉන්පසුව, පහළ අධ්‍යයනය සඳහා බද්ධ කිරීම් හාවන්ගෙන් ඉවත් කරන ලදී.රූප සටහන 5A මගින් බැක්ටීරියා ප්‍රගුණනය කිරීමේ යාන්ත්‍රණය පෙන්වයි.ආසාදිත විකලාංග බද්ධ කිරීම ශරීරයට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම තුළ පූර්ව පුර්ව ලියාපදිංචි තක්සේරු කිරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, නිරුවත් බද්ධ කිරීම් සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවන් හය දෙනාගෙන් හයක් ආසාදනය වී ඇති අතර, LOIS-ප්‍රතිකාර කළ බද්ධ කිරීම් සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවන් කිසිවක් ආසාදනය වී නොමැත.බැක්ටීරියා ආසාදන වර්ධනය, පරිණතභාවය සහ විසරණය ඇතුළු පියවර තුනකින් ඉදිරියට යයි (51).පළමුව, අමුණා ඇති බැක්ටීරියා මතුපිට ප්‍රජනනය කර වර්ධනය වන අතර, පසුව බැක්ටීරියා බාහිර සෛලීය බහු අවයවික (EPS), ඇමයිලොයිඩ් සහ බාහිර සෛලීය DNA බැහැර කරන විට ජෛව පටලයක් සාදයි.Biofilm ප්‍රතිජීවක විනිවිද යාමට බාධා කරනවා පමණක් නොව, ප්‍රතිජීවක විනාශ කරන එන්සයිම (β-lactamase වැනි) (52) සමුච්චය කිරීම ප්‍රවර්ධනය කරයි.අවසාන වශයෙන්, ජෛව පටලය පරිණත බැක්ටීරියා අවට පටක වලට පැතිරෙයි.එබැවින් ආසාදනය සිදු වේ.මීට අමතරව, විදේශීය ශරීරයක් ශරීරයට ඇතුල් වන විට, ශක්තිමත් ප්රතිශක්තිකරණ ප්රතික්රියාවක් ඇති කළ හැකි ආසාදනයක් දරුණු දැවිල්ල, වේදනාව සහ ප්රතිශක්තිකරණය අඩු විය හැක.රූප සටහන 5B මගින් බැක්ටීරියා ආසාදනයක් නිසා ඇති වන ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයට වඩා විකලාංග බද්ධ කිරීමක් ඇතුළු කිරීමෙන් ඇති වන FBR පිළිබඳ දළ විශ්ලේෂණයක් සපයයි.ප්‍රතිශක්තිකරණ පද්ධතිය ඇතුල් කරන ලද බද්ධය විදේශීය ශරීරයක් ලෙස හඳුනා ගනී, පසුව සෛල සහ පටක ප්‍රතික්‍රියා කර විදේශීය ශරීරය ආවරණය කරයි (53).FBR හි මුල් දිනවල, විකලාංග තැන්පත් කිරීම් මතුපිට සැපයුම් න්‍යාසයක් සෑදී ඇති අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ෆයිබ්‍රිනොජන් අවශෝෂණයට ලක් විය.පසුව adsorbed fibrinogen ඉතා ඝන ෆයිබ්‍රින් ජාලයක් සාදයි, එය ලියුකෝසයිට් (54) ඇමිණීම ප්‍රවර්ධනය කරයි.ෆයිබ්‍රින් ජාලය සෑදූ පසු, නියුට්‍රොෆිල් වල ආක්‍රමණය හේතුවෙන් දරුණු දැවිල්ලක් ඇති වේ.මෙම පියවරේදී, tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-4 (IL-4) සහ IL-β වැනි විවිධ සයිටොකයින් මුදා හරින අතර, මොනොසයිට් තැන්පත් කරන ස්ථානයට රිංගා යෝධ සෛල බවට වෙනස් වීමට පටන් ගනී.ෆේජ් (41, 55, 56).FBR අඩු කිරීම සැමවිටම අභියෝගයක් වී ඇත්තේ අධික FBR උග්‍ර හා නිදන්ගත දැවිල්ල ඇති කළ හැකි නිසා මාරාන්තික සංකූලතා ඇති කළ හැකි බැවිනි.හිස් තැන්පත් කිරීම සහ LOIS අවට පටක වල බැක්ටීරියා ආසාදනවල බලපෑම තක්සේරු කිරීම සඳහා, hematoxylin සහ eosin (H&E) සහ Masson trichrome (MT) staining භාවිතා කරන ලදී.හිස් උපස්ථර සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන් සඳහා, දරුණු බැක්ටීරියා ආසාදන වර්ධනය වූ අතර, H&E පටක විනිවිදක පැහැදිලිව පෙන්නුම් කළේ දැවිල්ල නිසා ඇතිවන විවරයන් සහ නෙරෝසිස් ය.අනෙක් අතට, අතිශය ප්‍රබල ප්‍රති-ජෛව නාශක මතුපිට LOIS බැක්ටීරියා ඇලවීම වළක්වයි, එබැවින් එය ආසාදනයේ කිසිදු සලකුණක් නොපෙන්වන අතර දැවිල්ල අඩු කරයි (රූපය 5C).MT පැල්ලම් කිරීමේ ප්රතිඵල එම ප්රවණතාවය පෙන්නුම් කළේය.කෙසේ වෙතත්, MT staining මගින් LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන් තුළ ශෝථය ද පෙන්නුම් කළ අතර, එය යථා තත්ත්වයට පත්වීමට ආසන්න බව පෙන්නුම් කරයි (රූපය 5D).ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයේ මට්ටම අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයට අදාළ සයිටොකයින් TNF-α සහ IL-6 භාවිතයෙන් ප්‍රතිශක්තිකරණ (IHC) පැල්ලම් සිදු කරන ලදී.බැක්ටීරියා වලට නිරාවරණය නොවූ නිරුවත් සෘණ බද්ධ කිරීමක් බැක්ටීරියා ආසාදනයක් නොමැති විට සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා බැක්ටීරියා වලට නිරාවරණය වූ නමුත් ආසාදනය නොවූ LOIS සමඟ සංසන්දනය කරන ලදී.රූප සටහන 5E මගින් TNF-α ප්‍රකාශ කරන IHC ස්ලයිඩයක දෘශ්‍ය රූපයක් පෙන්වයි.දුඹුරු ප්රදේශය ප්රතිශක්තිකරණ ප්රතිචාරය නියෝජනය කරයි, LOIS හි ප්රතිශක්තිකරණ ප්රතිචාරය තරමක් අඩු වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි.මීට අමතරව, LOIS හි IL-6 හි ප්‍රකාශනය වඳ නිරුවත් වල සෘණ ප්‍රකාශනයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය (රූපය 5F).සයිටොකයින් ප්‍රකාශනය සයිටොකයින් වලට අනුරූප වන ප්‍රතිදේහ පැල්ලම් ප්‍රදේශය මැනීම මගින් ප්‍රමාණනය කරන ලදී (රූපය 5G).සෘණ බද්ධ කිරීම්වලට නිරාවරණය වූ හාවන් හා සසඳන විට, LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන්ගේ ප්‍රකාශන මට්ටම් අඩු වූ අතර, අර්ථවත් වෙනසක් පෙන්නුම් කරයි.සයිටොකයින් ප්‍රකාශනයේ අඩුවීම පෙන්නුම් කරන්නේ LOIS හි දිගු කාලීන, ස්ථාවර ප්‍රති-අපිරිසිදු ගුණාංග බැක්ටීරියා ආසාදන නිෂේධනයට පමණක් නොව, උපස්ථරයට ඇලෙන මැක්‍රෝෆේජ් මගින් ප්‍රේරණය වන FBR අඩුවීමට ද සම්බන්ධ වන බවයි (53, 57, 58).එබැවින්, LOIS හි ප්‍රතිශක්තිකරණ මග හැරීමේ ගුණාංග හේතුවෙන් අඩු වූ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරය ප්ලාස්ටික් සැත්කම් වලින් පසු අධික ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරය වැනි බද්ධ කිරීමෙන් පසු අතුරු ආබාධ විසඳිය හැකිය.
(A) ආසාදිත විකලාංග බද්ධයක මතුපිට ජෛව පටල සෑදීමේ සහ පැතිරීමේ යාන්ත්‍රණයේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහනකි.eDNA, බාහිර සෛල DNA.(B) විකලාංග තැන්පත් කිරීමෙන් පසු ප්රතිශක්තිකරණ ප්රතිචාරයේ ක්රමානුරූප රූප සටහන.(C) H&E staining සහ (D) හිස් ධනාත්මක සහ LOIS සහිත විකලාංග බද්ධ කිරීම් අවට පටක වල MT පැල්ලම්.ප්‍රතිශක්තිකරණ ආශ්‍රිත සයිටොකයින් වල IHC (E) TNF-α සහ (F) IL-6 යනු නිරුවත්-සෘණ සහ LOIS-ස්ථාපනය කරන ලද හාවන්ගේ පැල්ලම් සහිත රූප වේ.(G) ප්‍රදේශ ආවරණය මැනීම මගින් සයිටොකයින් ප්‍රකාශනය ප්‍රමාණ කිරීම (** P <0.01).
LOIS හි ජෛව අනුකූලතාව සහ අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට එහි බලපෑම vivo හි රෝග විනිශ්චය රූපකරණය [x-ray සහ micro-computed tomography (CT)] සහ osteoclast IHC භාවිතයෙන් පරීක්ෂා කරන ලදී.රූප සටහන 6A මගින් අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය විවිධ අවධීන් තුනකින් සමන්විත වේ: දැවිල්ල, අලුත්වැඩියාව සහ ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම.අස්ථි බිඳීමක් සිදු වූ විට, ගිනි අවුලුවන සෛල සහ ෆයිබ්‍රොබ්ලාස්ට් කැඩී ගිය අස්ථි තුළට විනිවිද යන අතර සනාල පටක තුළට වර්ධනය වීමට පටන් ගනී.අළුත්වැඩියා කිරීමේ අදියරේදී, සනාල පටක වල වර්ධනය කැඩී ගිය ස්ථානය අසල පැතිරෙයි.සනාල පටක මගින් නව අස්ථි සෑදීම සඳහා පෝෂ්‍ය පදාර්ථ ලබා දෙන අතර එය කෝලස් ලෙස හැඳින්වේ.අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ අවසාන අදියර වන්නේ ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමේ අදියර වන අතර, සක්‍රීය ඔස්ටියෝක්ලාස්ට් මට්ටම ඉහළ යාමේ ආධාරයෙන් කැල්සියස් ප්‍රමාණය සාමාන්‍ය අස්ථි ප්‍රමාණයට අඩු වේ (59).එක් එක් කණ්ඩායම තුළ කැල්සියස් සෑදීමේ මට්ටමේ වෙනස්කම් නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා මයික්‍රෝ-සීටී ස්කෑන් භාවිතයෙන් අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ ත්‍රිමාණ (3D) ප්‍රතිසංස්කරණය සිදු කරන ලදී.අස්ථි බිඳුණු අස්ථිය වටා ඇති කැටයේ ඝණකම නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා කලවයේ හරස්කඩ නිරීක්ෂණය කරන්න (රූපය 6, B සහ C).එක් එක් කාණ්ඩයේ විවිධ අස්ථි පුනර්ජනන ක්‍රියාවලීන් නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා සෑම සතියකම සියලුම කණ්ඩායම්වල අස්ථි බිඳීම් ස්ථාන පරීක්ෂා කිරීමට X-කිරණ ද භාවිතා කරන ලදී (රූපය S9).කැලස් සහ පරිණත අස්ථි පිළිවෙලින් නිල්/කොළ සහ ඇත්දළ වලින් දැක්වේ.බොහෝ මෘදු පටක පෙර සැකසූ එළිපත්තකින් පෙරා ඇත.නිරුවත් ධනාත්මක සහ SHP අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය වටා කුඩා කැළඹීමක් ඇතිවීම තහවුරු කළේය.අනෙක් අතට, LOIS හි නිරාවරණය වූ ඍණ සහ අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය ඝන කෝලස් වලින් වට වී ඇත.ක්ෂුද්‍ර සීටී රූප මගින් පෙන්නුම් කළේ බැක්ටීරියා ආසාදනය සහ ආසාදන ආශ්‍රිත දැවිල්ල මගින් කෝලස් සෑදීමට බාධා ඇති බවයි.මෙයට හේතුව ප්‍රතිශක්තිකරණ පද්ධතිය අස්ථි ප්‍රකෘතියට වඩා ආසාදන ආශ්‍රිත දැවිල්ල නිසා ඇති වන සෙප්ටික් තුවාල සුව කිරීමට ප්‍රමුඛත්වය දෙන බැවිනි (60).IHC සහ Tartrate-resistant Acid Phosphatase (TRAP) පැල්ලම් කිරීම ඔස්ටියොක්ලාස්ට් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ අස්ථි නැවත පණ ගැන්වීම නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා සිදු කරන ලදී (රූපය 6D) (61).නිරුවත් ධනාත්මක සහ SHP වල සක්‍රීය ඔස්ටියොක්ලාස්ට් පැල්ලම් දම් පාට කිහිපයක් පමණක් හමු විය.අනෙක් අතට, LOIS හි නිරුවත් ධනාත්මක සහ පරිණත අස්ථි අසල බොහෝ සක්‍රිය ඔස්ටියොක්ලාස්ට් නිරීක්ෂණය කරන ලදී.මෙම සංසිද්ධිය පෙන්නුම් කරන්නේ ඔස්ටියෝක්ලාස්ට් ඉදිරියේ, අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය වටා ඇති කැටය ප්‍රචණ්ඩකාරී ප්‍රතිනිර්මාණ ක්‍රියාවලියකට භාජනය වන බවයි (62).ක්ෂුද්‍ර සීටී ස්කෑන් සහ IHC ප්‍රතිඵල ප්‍රමාණ කිරීම සඳහා සියලුම කණ්ඩායම්වල අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානය අවට කැලස් සෑදීමේ මට්ටම සංසන්දනය කිරීම සඳහා කෝලස් හි අස්ථි පරිමාව සහ ඔස්ටියෝක්ලාස්ට් ප්‍රකාශන ප්‍රදේශය මනිනු ලැබේ (රූපය 6E, 1 සහ 2).අපේක්ෂා කළ පරිදි, LOIS හි නිරුවත් සෘණ සහ කැල්සියස් සෑදීම අනෙකුත් කණ්ඩායම්වලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ ය, ධනාත්මක අස්ථි ප්‍රතිනිර්මාණය සිදු වූ බව පෙන්නුම් කරයි (63).S10 රූපයේ දැක්වෙන්නේ ශල්‍යකර්ම ස්ථානයේ දෘශ්‍ය රූපය, ඉස්කුරුප්පු ඇණ අසල එකතු කරන ලද පටකවල MT පැල්ලම් කිරීමේ ප්‍රතිඵලය සහ ඉස්කුරුප්පු ඇටකටු අතුරු මුහුණත ඉස්මතු කරන TRAP පැල්ලම් ප්‍රතිඵලයයි.හිස් උපස්ථරය තුළ, ශක්තිමත් කෝලස් සහ ෆයිබ්‍රෝසිස් සෑදීම නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, LOIS-ප්‍රතිකාර කරන ලද බද්ධ කිරීම සාපේක්ෂව නොගැලපෙන මතුපිටක් පෙන්නුම් කළේය.ඒ හා සමානව, නිරුවත් සෘණවලට සාපේක්ෂව, සුදු ඊතල මගින් පෙන්නුම් කරන පරිදි, LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන් තුළ අඩු ෆයිබ්‍රෝසිස් නිරීක්ෂණය කරන ලදී.ඊට අමතරව, දැඩි ශෝථය (නිල් ඊතලය) LOIS හි ප්‍රතිශක්තිකරණ මග හැරීමේ ගුණාංගවලට ආරෝපණය කළ හැකි අතර එමඟින් දරුණු දැවිල්ල අඩු වේ.තැන්පත් කිරීම වටා ඇති නොඇලෙන මතුපිට සහ ෆයිබ්‍රෝසිස් අඩු වීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය පහසු වන අතර එමඟින් සාමාන්‍යයෙන් වෙනත් අස්ථි බිඳීම් හෝ දැවිල්ල ඇති වේ.ඉස්කුරුප්පු ඇණ ඉවත් කිරීමෙන් පසු අස්ථි සුව කිරීමේ ක්රියාවලිය ඉස්කුරුප්පු ඇටකටු අතුරු මුහුණතේ ඔස්ටියොක්ලාස්ට් ක්රියාකාරිත්වය මගින් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී.හිස් අස්ථි සහ LOIS බද්ධ කිරීමේ අතුරුමුහුණත දෙකම තවදුරටත් අස්ථි සුව කිරීම සඳහා සමාන මට්ටමේ ඔස්ටියෝක්ලාස්ට් අවශෝෂණය කර ඇති අතර, LOIS ආලේපනය අස්ථි සුව කිරීමට හෝ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයට ඍණාත්මක බලපෑමක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි.LOIS මත සිදු කරන ලද මතුපිට වෙනස් කිරීම අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට බාධාවක් නොවන බව තහවුරු කිරීම සඳහා, X-ray පරීක්ෂණය හාවුන්ගේ අස්ථි සුව කිරීම නිරාවරණය වූ සෘණ අයන සහ සති 6 ක LOIS බද්ධ කිරීම සමඟ සංසන්දනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී (රූපය 6F).ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ ආසාදිත නොවූ නිරුවත් ධනාත්මක කණ්ඩායම හා සසඳන විට, LOIS අස්ථි සුව කිරීමේ ප්‍රමාණයම පෙන්නුම් කළ අතර කණ්ඩායම් දෙකෙහිම අස්ථි බිඳීමේ පැහැදිලි සලකුණු (අඛණ්ඩ ඔස්ටියෝලිසිස් රේඛාව) නොතිබූ බවයි.
(A) අස්ථි බිඳීමෙන් පසු අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන.(B) එක් එක් පෘෂ්ඨීය කන්ඩායමේ කෝලස් සෑදීමේ උපාධියේ වෙනස සහ (C) අස්ථි බිඳීමේ ස්ථානයේ හරස්කඩ රූපය.(D) ඔස්ටියොක්ලාස්ට් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ අස්ථි ප්‍රතිශෝධනය දෘශ්‍යමාන කිරීමට TRAP පැල්ලම් කිරීම.TRAP ක්‍රියාකාරකම් මත පදනම්ව, බාහික අස්ථිවල බාහිර කෝලස් සෑදීම (E) (1) micro-CT සහ (2) osteoclast ක්‍රියාකාරකම් මගින් ප්‍රමාණාත්මකව විශ්ලේෂණය කරන ලදී.(F) බද්ධ කිරීමෙන් සති 6කට පසු, නිරාවරණය වූ ඍණ (රතු ඉරි සහිත සෘජුකෝණාස්‍රය මගින් උද්දීපනය කර ඇත) සහ LOIS (නිල් ඉරි සහිත සෘජුකෝණාස්‍රය මගින් උද්දීපනය කරන ලද) අස්ථි බිඳුණු අස්ථිවල X-ray රූප.සංඛ්‍යානමය විශ්ලේෂණය සිදු කරනු ලැබුවේ විචල්‍යයේ එක්-මාර්ග විශ්ලේෂණයක් (ANOVA) මගිනි.* පී <0.05.** පී <0.01.
කෙටියෙන් කිවහොත්, LOIS විසින් විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා නව ආකාරයේ ප්‍රතිබැක්ටීරීය ආසාදන උපාය මාර්ගයක් සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ගැලවීමේ ආලේපනයක් සපයයි.SHP ක්‍රියාකාරීත්වය සහිත සාම්ප්‍රදායික විකලාංග බද්ධ කිරීම් කෙටි කාලීන ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණ ප්‍රදර්ශනය කරයි, නමුත් දිගු කාලයක් සඳහා ඒවායේ ගුණාංග පවත්වා ගත නොහැක.උපස්ථරයේ සුපිරි හයිඩ්‍රොෆෝබිසිටි බැක්ටීරියා සහ උපස්ථරය අතර වායු බුබුලු හසු කර, එමගින් වායු සාක්කු සෑදීම, එමගින් බැක්ටීරියා ආසාදනය වැලැක්වීම.කෙසේ වෙතත්, වාතයේ විසරණය හේතුවෙන් මෙම වායු සාක්කු පහසුවෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ.අනෙක් අතට, ජෛව පටල ආශ්‍රිත ආසාදන වැලැක්වීමේ හැකියාව LOIS හොඳින් ඔප්පු කර ඇත.එබැවින්, ස්තර සහිත ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයේ මතුපිටට එන්නත් කරන ලද ලිහිසි තෙල් ස්ථරයේ ප්‍රතික්‍ෂේප කිරීමේ ගුණ නිසා, ආසාදන ආශ්‍රිත දැවිල්ල වළක්වා ගත හැකිය.LOIS නිෂ්පාදන තත්ත්වයන් ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා SEM, AFM, XPS සහ CA මිනුම් ඇතුළු විවිධ ගුනාංගීකරන ක්‍රම භාවිතා කරනු ලැබේ.මීට අමතරව, PLGA, Ti, PE, POM සහ PPSU වැනි විකලාංග සවි කිරීමේ උපකරණවල බහුලව භාවිතා වන විවිධ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍ය සඳහාද LOIS යෙදිය හැක.ඉන්පසුව, ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයට අදාළ බැක්ටීරියා සහ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍යවලට එරෙහිව එහි ප්‍රති-ජෛව දුෂ්චරිත ගුණය සනාථ කිරීම සඳහා LOIS පරීක්ෂණයට ලක් කරන ලදී.එහි ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ එය හිස් බද්ධයට සාපේක්ෂව විශිෂ්ට ප්‍රතිබැක්ටීරීය සහ ප්‍රති-ජෛව නාශක බලපෑම් ඇති බවයි.මීට අමතරව, ප්ලාස්ටික් සැත්කම් වලදී නොවැළැක්විය හැකි යාන්ත්‍රික ආතතිය යෙදීමෙන් පසුව පවා LOIS යාන්ත්‍රික ශක්තිය පෙන්නුම් කරයි.ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ ව්‍යුහයේ මතුපිට ඇති ලිහිසි තෙල්වල ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණාංග නිසා, LOIS විසින් එහි ප්‍රති-ජීව විද්‍යාත්මක අපිරිසිදු ගුණාංග සාර්ථකව පවත්වා ගෙන ගියේය.vivo හි LOIS හි ජෛව අනුකූලතාව සහ ප්‍රතිබැක්ටීරීය ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා, LOIS සති 4 ක් සඳහා හාවා කලවයට බද්ධ කරන ලදී.LOIS සමඟ බද්ධ කරන ලද හාවුන් තුළ බැක්ටීරියා ආසාදනයක් දක්නට නොලැබුණි.මීට අමතරව, IHC භාවිතය මගින් දේශීය ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාරයේ අඩු මට්ටමක් පෙන්නුම් කරන අතර, LOIS අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට බාධා නොකරන බව පෙන්නුම් කරයි.LOIS විශිෂ්ට ප්‍රතිබැක්ටීරීය සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ මගහැරීමේ ගුණ ප්‍රදර්ශනය කරන අතර, විශේෂයෙන් අස්ථි සංස්ලේෂණය සඳහා විකලාංග ශල්‍යකර්මයට පෙර සහ අතරතුර ජෛව පටල සෑදීම ඵලදායි ලෙස වළක්වන බව ඔප්පු වී ඇත.හාවා ඇටමිදුළු ගිනි අවුලුවන කලව අස්ථි බිඳීමේ ආකෘතියක් භාවිතා කිරීමෙන්, පෙර-ඉන්කියුබේටඩ් තැන්පත් කිරීම් මගින් ප්‍රේරණය කරන ලද අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලියට ජෛව පටල ආශ්‍රිත ආසාදනවල බලපෑම ගැඹුරින් අධ්‍යයනය කරන ලදී.අනාගත අධ්‍යයනයක් ලෙස, සම්පූර්ණ සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය තුළ ජෛව පටල ආශ්‍රිත ආසාදන සම්පූර්ණයෙන් අවබෝධ කර ගැනීම සහ වැළැක්වීම සඳහා බද්ධ කිරීමෙන් පසු ඇතිවිය හැකි ආසාදන අධ්‍යයනය කිරීමට නව in vivo ආකෘතියක් අවශ්‍ය වේ.මීට අමතරව, LOIS සමඟ ඒකාබද්ධ වීමේදී ඔස්ටියෝ ප්‍රේරණය තවමත් නොවිසඳුණු අභියෝගයකි.අභියෝගය ජය ගැනීම සඳහා ඔස්ටියෝ ඉන්ඩක්ටිව් සෛල වරණීය ඇලවීම හෝ පුනර්ජනනීය ඖෂධ LOIS සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමට වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්‍ය වේ.සමස්තයක් වශයෙන්, LOIS මගින් SSI සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ අතුරු ආබාධ අඩු කළ හැකි යාන්ත්‍රික ශක්තිමත්භාවය සහ විශිෂ්ට ප්‍රති-ජෛව නාශක ගුණ සහිත පොරොන්දු වූ විකලාංග බද්ධ කිරීමේ ආලේපනයක් නියෝජනය කරයි.
දූෂක ඉවත් කිරීමට 15mm x 15mm x 1mm 304 SS උපස්ථරය (Dong Kang M-Tech Co., Korea) ඇසිටෝන්, EtOH සහ DI ජලයෙන් විනාඩි 15ක් සෝදන්න.මතුපිට ක්ෂුද්‍ර/නැනෝ මට්ටමේ ව්‍යුහයක් සෑදීම සඳහා, පිරිසිදු කරන ලද උපස්ථරය 50 ° C දී 48% සිට 51% දක්වා HF ද්‍රාවණයක (DUKSAN Corp., South Korea) ගිල්වනු ලැබේ.කැටයම් කාලය විනාඩි 0 සිට 60 දක්වා වෙනස් වේ.ඉන්පසුව, කැටයම් කරන ලද උපස්ථරය ඩයෝනීකරණය කළ ජලයෙන් පිරිසිදු කර මතුපිට ක්‍රෝමියම් ඔක්සයිඩ් නිෂ්ක්‍රීය තට්ටුවක් සෑදීම සඳහා මිනිත්තු 30 ක් 50 ° C උෂ්ණත්වයකදී 65% HNO3 (කොරියා DUKSAN Corp.) ද්‍රාවණයක තබා ඇත.නිෂ්ක්‍රීය කිරීමෙන් පසු, උපස්ථරය ඩියෝනීකරණය කළ ජලයෙන් සෝදා වියළා ස්ථර ව්‍යුහයක් සහිත උපස්ථරයක් ලබා ගනී.ඊළඟට, උපස්ථරය ඔක්සිජන් ප්ලාස්මා (100 W, විනාඩි 3) නිරාවරණය කරන ලද අතර, වහාම පැය 12 ක් සඳහා කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ටොලුයින් 8.88 mM POTS (Sigma-Aldrich, ජර්මනිය) ද්රාවණයක ගිල්වා ඇත.ඉන්පසුව, POTS ආලේප කරන ලද උපස්ථරය EtOH සමඟ පිරිසිදු කර, ඝන POTS SAM ලබා ගැනීම සඳහා පැය 2 ක් සඳහා 150 ° C දී ඇනීල් කර ඇත.SAM ආෙල්පනයෙන් පසු, 20 μm/cm 20 ක පැටවුම් පරිමාවක් සහිත perfluoropolyther lubricant (Krytox 101; DuPont, USA) යෙදීමෙන් උපස්ථරය මත ලිහිසි තෙල් තට්ටුවක් සාදන ලදී.මිනිත්තු 15 ක් සඳහා 45 ° කෝණයකින් ඇලවීමෙන් අතිරික්ත ලිහිසි තෙල් ඉවත් කරන්න.304 SS (අගුලු දැමීමේ තහඩුව සහ බාහික අගුලු දැමීමේ ඉස්කුරුප්පු; Dong Kang M-Tech Co., කොරියාව) වලින් සාදන ලද විකලාංග බද්ධ කිරීම් සඳහා එම නිෂ්පාදන ක්‍රියා පටිපාටියම භාවිතා කරන ලදී.සියලුම විකලාංග බද්ධ කිරීම් නිර්මාණය කර ඇත්තේ හාවා කලවයේ ජ්‍යාමිතියට ගැලපෙන පරිදි ය.
උපස්ථරය සහ විකලාංග තැන්පත් කිරීම් වල මතුපිට රූප විද්‍යාව ක්ෂේත්‍ර විමෝචනය SEM (F50, FEI, USA පරීක්ෂා කිරීම) සහ AFM (XE-100, Park Systems, South Korea) මගින් පරීක්ෂා කරන ලදී.මතුපිට රළු බව (Ra, Rq) මනිනු ලබන්නේ 20 μm ප්‍රදේශය 20 μm (n=4) කින් ගුණ කිරීමෙනි.XPS (PHI 5000 VersaProbe, ULVAC PHI, Japan) පද්ධතියක් මතුපිට රසායනික සංයුතිය විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා 100μm2 ලප ප්‍රමාණයකින් යුත් Al Kα X-ray මූලාශ්‍රයකින් සමන්විත විය.දියර CA සහ SA මැනීම සඳහා ගතික රූප ග්‍රහණය කිරීමේ කැමරාවකින් සමන්විත CA මිනුම් පද්ධතියක් (SmartDrop, FEMTOBIOMED, ​​දකුණු කොරියාව) භාවිතා කරන ලදී.එක් එක් මිනුම සඳහා, CA මැනීම සඳහා 6 සිට 10 μl ජල බිඳිති (ඩයෝනීකරණය කළ ජලය, අශ්ව රුධිරය, EG, 30% එතනෝල් සහ HD) මතුපිට තබා ඇත.උපස්ථරයේ ආනතිය කෝණය 2 ° / s (n = 4) වේගයකින් වැඩි වන විට, ජල බිඳිති වැටෙන විට SA මනිනු ලැබේ.
Pseudomonas aeruginosa [American Type Culture Collection (ATCC) 27853] සහ MRSA (ATCC 25923) ATCC (Manassas, Virginia, USA) වෙතින් මිල දී ගෙන ඇති අතර, කොටස් සංස්කෘතිය -80°C දී පවත්වා ගෙන යන ලදී.භාවිතයට පෙර, ශීත කළ සංස්කෘතිය ට්‍රිප්සින් දියවන ලද සෝයා බෝංචි සුප් හොද්ද (කොමඩ්, කොරියාව) තුළ 37 ° C දී පැය 18 ක් සඳහා පුර්වීකරණය කර එය සක්‍රිය කිරීම සඳහා දෙවරක් මාරු කරන ලදී.ඉන්කියුබේෂන් කිරීමෙන් පසු, සංස්කෘතිය 4 ° C දී විනාඩි 10 ක් සඳහා 10,000 rpm දී කේන්ද්රාපසාරී කර PBS (pH 7.3) ද්රාවණයකින් දෙවරක් සෝදා ඇත.කේන්ද්‍රාපසාරී සංස්කෘතිය පසුව රුධිර ඒගාර් තහඩු (BAP) මත උපසංස්කෘතිය කරනු ලැබේ.MRSA සහ Pseudomonas aeruginosa එක රැයකින් සකස් කර Luria-Bertani සුප් හොද්ද තුළ වගා කරන ලදී.එන්නත් වල Pseudomonas aeruginosa සහ MRSA සාන්ද්‍රණය ප්‍රමාණාත්මකව නිර්ණය කරන ලද්දේ agar මත අනුක්‍රමික තනුක වල අත්හිටුවීමේ CFU මගිනි.ඉන්පසුව, බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය 0.5 McFarland සම්මතයට සකසන්න, එය 108 CFU/ml ට සමාන වේ.එවිට වැඩ කරන බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම 106 CFU / ml දක්වා 100 වතාවක් තනුක කරන්න.ප්රතිබැක්ටීරීය ඇලවුම් ගුණාංග පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, උපස්ථරය භාවිතයට පෙර විනාඩි 15 ක් සඳහා 121 ° C දී විෂබීජහරණය කර ඇත.උපස්ථරය පසුව බැක්ටීරියා අත්හිටුවීම 25 ml වෙත මාරු කර පැය 12 සහ 72 සඳහා දැඩි සෙලවීම (200 rpm) සමඟ 37 ° C දී පුර්වගත කරන ලදී.ඉන්කියුබේටරයෙන් පසු, සෑම උපස්ථරයක්ම ඉන්කියුබේටරයෙන් ඉවත් කර මතුපිට ඇති ඕනෑම පාවෙන බැක්ටීරියා ඉවත් කිරීම සඳහා PBS සමඟ 3 වරක් සෝදා ඇත.උපස්ථරය මත ජෛව පටලය නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා, ජෛව පටලය මෙතනෝල් සමඟ සවි කර විනාඩි 2 ක් සඳහා ක්රිමිඩින් තැඹිලි මිලි ලීටර් 1 ක් සමග පැල්ලම් කර ඇත.ඉන්පසුව ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂයක් (BX51TR, Olympus, Japan) යොදා ගනිමින් පැල්ලම් සහිත ජෛව පටලයේ ඡායාරූප ලබා ගන්නා ලදී.උපස්ථරයේ ඇති ජෛව පටලය ප්‍රමාණනය කිරීම සඳහා, අමුණා ඇති බැක්ටීරියා ඉවත් කිරීමට වඩාත් සුදුසු ක්‍රමය ලෙස සැලකෙන පබළු සුළි ක්‍රමය මගින් අමුණා ඇති සෛල උපස්ථරයෙන් වෙන් කරන ලදී (n = 4).වඳ බලහත්කාරයෙන්, වර්ධන මාධ්‍යයෙන් උපස්ථරය ඉවත් කර අතිරික්ත දියර ඉවත් කිරීම සඳහා ළිං තහඩුවට තට්ටු කරන්න.නිදැල්ලේ සවි කර ඇති සෛල වඳ PBS සමඟ දෙවරක් සේදීමෙන් ඉවත් කරන ලදී.සෑම උපස්ථරයක්ම 0.1% ප්‍රෝටීන් ept සේලයින් (PSW) මිලි ලීටර් 9 ක් සහ වඳ වීදුරු පබළු 20 සිට 25 දක්වා (විෂ්කම්භය 0.4 සිට 0.5 දක්වා) අඩංගු වඳ පරීක්ෂණ නළයකට මාරු කරන ලදී.ඉන්පසුව නියැදියෙන් සෛල වෙන් කිරීම සඳහා මිනිත්තු 3 ක් සඳහා එය සුළි කරන ලදී.සුලිය පසු, අත්හිටුවීම අනුක්රමිකව 0.1% PSW සමඟ 10 ගුණයකින් තනුක කර ඇති අතර, පසුව එක් එක් තනුකයෙන් 0.1 ml BAP මත එන්නත් කරන ලදී.37 ° C දී පැය 24 කට පසු, CFU අතින් ගණනය කරන ලදී.
සෛල සඳහා, මවුස් ෆයිබ්‍රොබ්ලාස්ට් NIH/3T3 (CRL-1658; American ATCC) සහ මූසික මැක්‍රෝෆේජ් RAW 264.7 (TIB-71; American ATCC) භාවිතා කරන ලදී.මවුස් ෆයිබ්‍රොබ්ලාස්ට් වගා කිරීමට Dulbecco හි නවීකරණය කරන ලද ඊගල් මාධ්‍යය (DMEM; LM001-05, Welgene, කොරියාව) භාවිතා කරන්න සහ 10% පැටවාගේ සෙරුමය (S103-01, Welgene) සහ 1% පෙනිසිලින්-ස්ට්‍රෙප්ටොමයිසින් (PS ; LS202-02,202-202-202-202) 10% භ්‍රෑණ බෝවීන් සීරම් (S001-01, වෙල්ජීන්) සහ 1% PS සමඟ පරිපූරණය කරන ලද මවුස් මැක්‍රෝෆේජ් වගා කිරීමට DMEM භාවිතා කරන්න. සෛල 37 ° C දී සහ 5% CO2 දී සෛල වර්ණ ගැන්වීම සඳහා, සෛල 4% පැරාෆෝමල්ඩිහයිඩ් සමඟ විනාඩි 20 ක් සවි කර විනාඩි 5 ක් -100 ටේට්‍රමිතයිල් තුළ ගිල්වා ඇත මිනිත්තු 30 ක් සඳහා 37 ° C දී, 4′,6-diamino-2-phenylindole (H -1200, Vector Laboratories, UK) VECTASHIELD සවිකිරීමේ මාධ්යය (එක් සෛලයකට n = 4) භාවිතා කරන්න , fluorescein, fluorescein isothiocyanate-albumin (A9771, Sigma-Aldrich, Germany) සහ මානව ප්ලාස්මා Alexa Fluor 488-conjugated fibrinogen (F13191, Invitrogen, USA) PH10 m.4BS (10 m.M4) හි දියකර ඇත.ඇල්බියුමින් සහ ෆයිබ්‍රිනොජන් සාන්ද්‍රණය පිළිවෙලින් 1 සහ 150 μg/ml විය.උපස්ථරයෙන් පසු ප්‍රෝටීන් ද්‍රාවණයේ ගිල්වීමට පෙර, මතුපිට නැවත සජලනය කිරීම සඳහා PBS සමඟ ඒවා සේදීම.ඉන්පසු සියලුම උපස්ථර ප්‍රෝටීන් ද්‍රාවණය අඩංගු ළිං හයක් සහිත තහඩුවක ගිල්වා විනාඩි 30 සහ 90 සඳහා 37 ° C උෂ්නත්වයේ තබන්න.ඉන්කියුබේෂන් කිරීමෙන් පසුව, උපස්ථරය ප්‍රෝටීන් ද්‍රාවණයෙන් ඉවත් කර, PBS සමඟ 3 වතාවක් මෘදු ලෙස සෝදා, 4% පැරාෆෝමල්ඩිහයිඩ් (එක් එක් ප්‍රෝටීන සඳහා n = 4) සමඟ සවි කර ඇත.කැල්සියම් සඳහා, සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ් (0.21 M) සහ පොටෑසියම් පොස්පේට් (3.77 mM) ) ඩයෝනීකරණය කරන ලද ජලයේ දිය කරන ලදී.ද්‍රාවණයේ pH අගය හයිඩ්‍රොක්ලෝරයිඩ් ද්‍රාවණය (1M) එකතු කිරීමෙන් 2.0 ට සකස් කරන ලදී.එවිට කැල්සියම් ක්ලෝරයිඩ් (5.62 mM) ද්රාවණය තුළ විසුරුවා හරින ලදී.1M ට්‍රයිස් (හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල්)-ඇමයිනෝ මීතේන් එකතු කිරීමෙන් ද්‍රාවණයේ pH අගය 7.4 දක්වා සකස් කරයි.සියලුම උපස්ථර 1.5× කැල්සියම් පොස්පේට් ද්‍රාවණයකින් පුරවා ඇති ළිං හයක තහඩුවක ගිල්වා විනාඩි 30කට පසු ද්‍රාවණයෙන් ඉවත් කරන්න.පැල්ලම් සඳහා, 2 ග්රෑම් Alizarin Red S (CI 58005) deionized ජලය 100 ml සමග මිශ්ර.ඉන්පසුව, pH අගය 4 දක්වා සකස් කිරීම සඳහා 10% ඇමෝනියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් භාවිතා කරන්න. Alizarin Red ද්‍රාවණයෙන් උපස්ථරය විනාඩි 5ක් ඩයි කරන්න, ඉන්පසු අතිරික්ත ඩයි සහ බ්ලට් සොලවන්න.සෙලවීමේ ක්රියාවලියෙන් පසුව, උපස්ථරය ඉවත් කරන්න.ද්‍රව්‍යය විජලනය කර, පසුව ඇසිටෝන් වල විනාඩි 5 ක් ගිල්වා, පසුව ඇසිටෝන්-සයිලීන් (1: 1) ද්‍රාවණයක විනාඩි 5 ක් ගිල්වා, අවසානයේ සයිලීන් (n = 4) වලින් සෝදා හරිනු ලැබේ.× 10 සහ × 20 වෛෂයික කාච සහිත ප්‍රතිදීප්ත අන්වීක්ෂය (Axio Imager) භාවිතා වේ..A2m, Zeiss, Germany) සියලුම උපස්ථර රූප.ImageJ/FIJI (https://imagej.nih.gov/ij/) විවිධ රූපකරණ ප්‍රදේශ හතරක එක් එක් කාණ්ඩයේ ජීව විද්‍යාත්මක ද්‍රව්‍යවල ඇලවුම් දත්ත ප්‍රමාණ කිරීමට භාවිතා කරන ලදී.උපස්ථර සංසන්දනය සඳහා ස්ථාවර එළිපත්ත සහිත සියලුම රූප ද්විමය රූප බවට පරිවර්තනය කරන්න.
Zeiss LSM 700 confocal අන්වීක්ෂයක් පරාවර්තන මාදිලියේ PBS හි ලිහිසි තෙල් ස්ථරයේ ස්ථායීතාවය නිරීක්ෂණය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී.එන්නත් කරන ලද ලිහිසි තට්ටුවක් සහිත ෆ්ලෝරීන් මත පදනම් වූ SAM-ආලේපිත වීදුරු නියැදිය PBS ද්‍රාවණයක ගිල්වා, මෘදු සෙලවෙන තත්ත්ව යටතේ (120 rpm) කක්ෂීය ෂේකර් (SHO-1D; Daihan Scientific, South Korea) භාවිතයෙන් පරීක්ෂා කරන ලදී.ඉන්පසු නියැදිය ගෙන පරාවර්තක ආලෝකයේ අලාභය මැනීමෙන් ලිහිසි තෙල් නැතිවීම නිරීක්ෂණය කරන්න.පරාවර්තන මාදිලියේ ප්‍රතිදීප්ත රූප ලබා ගැනීම සඳහා, නියැදිය 633 nm ලේසර් එකකට නිරාවරණය කර පසුව එකතු කරනු ලැබේ, මන්ද ආලෝකය සාම්පලයෙන් නැවත පරාවර්තනය වන බැවිනි.සාම්පල මනිනු ලැබුවේ පැය 0, 30, 60 සහ 120 කාල පරතරයන්හිදී ය.
විකලාංග තැන්පත් කිරීම් වල නැනෝ යාන්ත්‍රික ගුණාංග මත මතුපිට වෙනස් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ බලපෑම තීරණය කිරීම සඳහා, නැනෝ ඉන්ඩෙන්ඩියෝන් මැනීම සඳහා තුන්-පාර්ශ්වික පිරමීඩ හැඩැති බර්කොවිච් දියමන්ති ඉඟියකින් සමන්විත නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටර් (TI 950 TriboIndenter, Hysitron, USA) භාවිතා කරන ලදී.උපරිම භාරය 10 mN වන අතර ප්රදේශය 100μmx 100μm වේ.සියලුම මිනුම් සඳහා, පැටවීමේ සහ බෑමේ කාලය තත්පර 10 ක් වන අතර, උපරිම ඉන්ඩෙන්ටේෂන් භාරය යටතේ රඳවා ගැනීමේ කාලය තත්පර 2 කි.විවිධ ස්ථාන පහකින් මිනුම් ගෙන සාමාන්‍යය ගන්න.බර යටතේ යාන්ත්රික ශක්තිය කාර්ය සාධනය ඇගයීම සඳහා, විශ්ව පරීක්ෂණ යන්ත්රය (Instron 5966, Instron, ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය) භාවිතා කරමින් තීර්යක් තුන්-ලක්ෂ්ය නැමීමේ පරීක්ෂණයක් සිදු කරන ලදී.උපස්ථරය වැඩි බරක් සහිතව 10 N / s නියත අනුපාතයකින් සම්පීඩිත වේ.Bluehill Universal මෘදුකාංග වැඩසටහන (n = 3) නම්‍යශීලී මාපාංකය සහ උපරිම සම්පීඩන ආතතිය ගණනය කිරීම සඳහා භාවිතා කරන ලදී.
මෙහෙයුම් ක්‍රියාවලිය සහ මෙහෙයුම අතරතුර සිදු වූ අදාළ යාන්ත්‍රික හානි අනුකරණය කිරීම සඳහා, මෙහෙයුම් ක්‍රියාවලිය vitro තුළ සිදු කරන ලදී.මරණ දණ්ඩනයට ලක් වූ නවසීලන්ත සුදු හාවුන්ගෙන් කලවා එකතු කරන ලදී.කලවා පිරිසිදු කර සති 1 ක් සඳහා 4% පැරෆෝමල්ඩිහයිඩ් වල සවි කර ඇත.සත්ව අත්හදා බැලීමේ ක්රමයේ විස්තර කර ඇති පරිදි, ස්ථාවර කලවයේ ශල්යකර්මයක් සිදු කරන ලදී.මෙහෙයුමෙන් පසුව, යාන්ත්රික තුවාල (n = 3) යෙදීමෙන් පසු රුධිර ඇලවීම් සිදු වූවාද යන්න තහවුරු කිරීම සඳහා විකලාංග බද්ධ කිරීම තත්පර 10 ක් සඳහා රුධිරයේ (අශ්ව රුධිරය, KISAN, කොරියාව) ගිල්වා ඇත.
පිරිමි නවසීලන්ත සුදු හාවුන් 24ක් (බර 3.0 සිට 3.5kg, සාමාන්‍ය වයස මාස 6) අහඹු ලෙස කණ්ඩායම් හතරකට බෙදා ඇත: නිරුවත් සෘණ, නිරුවත් ධනාත්මක, SHP සහ LOIS.ආයතනික සත්ව ආරක්ෂණ සහ භාවිත කමිටුවේ (IACUC අනුමත, KOREA-2017-0159) සදාචාරාත්මක ප්‍රමිතීන්ට අනුකූලව සතුන් සම්බන්ධ සියලුම ක්‍රියා පටිපාටි සිදු කරන ලදී.විකලාංග බද්ධ කිරීම අස්ථි බිඳීම සඳහා සිදුරු පහක් (දිග 41 mm, පළල 7 mm සහ ඝණකම 2 mm) සහ cortical locking ඉස්කුරුප්පු (දිග 12 mm, විෂ්කම්භය 2.7 mm) සහිත අගුලු දැමීමේ තහඩුවකින් සමන්විත වේ.හිස්-සෘණ කාණ්ඩයේ භාවිතා කරන ලද එම තහඩු සහ ඉස්කුරුප්පු හැර, සියලුම තහඩු සහ ඉස්කුරුප්පු MRSA අත්හිටුවීම (106 CFU/ml) තුළ පැය 12 ක් සඳහා පුර්වගත කරන ලදී.නිරුවත්-සෘණ කණ්ඩායම (n=6) ආසාදනය සඳහා සෘණ පාලනයක් ලෙස, බැක්ටීරියා අත්හිටුවීමට නිරාවරණය නොවී නිරුවත් මතුපිට තැන්පත් කිරීම් සමඟ ප්රතිකාර කරන ලදී.නිරුවත් ධනාත්මක කණ්ඩායම (n = 6) ආසාදනය සඳහා ධනාත්මක පාලනයක් ලෙස බැක්ටීරියා වලට නිරාවරණය වන හිස් මතුපිට තැන්පත් කිරීමකින් ප්‍රතිකාර කරන ලදී.SHP කණ්ඩායම (n = 6) බැක්ටීරියාව නිරාවරණය වූ SHP තැන්පත් කිරීම් සමඟ ප්රතිකාර කරන ලදී.අවසාන වශයෙන්, LOIS කණ්ඩායමට බැක්ටීරියා නිරාවරණය වූ LOIS තැන්පත් කිරීම් (n = 6) සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලදී.සියලුම සතුන් කූඩුවක තබා ඇති අතර ආහාර සහ ජලය විශාල ප්‍රමාණයක් සපයනු ලැබේ.මෙහෙයුමට පෙර හාවන් පැය 12 ක් නිරාහාරව සිටියහ.ප්‍රේරණය සඳහා සයිලසීන් (5mg/kg) අභ්‍යන්තර මාංශ පේශි එන්නත් කිරීම සහ පැක්ලිටැක්සෙල් (3mg/kg) අභ්‍යන්තර එන්නත් කිරීම මගින් සතුන් නිර්වින්දනය කරන ලදී.ඉන් පසුව, නිර්වින්දනය පවත්වා ගැනීම සඳහා 2% isoflurane සහ 50% සිට 70% දක්වා වෛද්ය ඔක්සිජන් (ප්රවාහ අනුපාතය 2 L/min) ශ්වසන පද්ධතිය හරහා ලබා දෙන්න.එය පාර්ශ්වීය කලවයට සෘජු ප්රවේශයක් හරහා බද්ධ කරනු ලැබේ.හිසකෙස් ඉවත් කිරීම සහ සමේ පොවිඩෝන්-අයඩින් විෂබීජහරණය කිරීමෙන් පසු වම් මැද කලවයේ පිටත සෙන්ටිමීටර 6 ක් පමණ දිග කැපුමක් සිදු කරන ලදී.කලවා ආවරණය වන මාංශ පේශී අතර පරතරය විවෘත කිරීමෙන්, කලව සම්පූර්ණයෙන්ම නිරාවරණය වේ.femoral shaft ඉදිරිපිට තහඩුව තබා ඉස්කුරුප්පු හතරකින් එය සවි කරන්න.සවිකිරීමෙන් පසු, දෙවන කුහරය සහ සිව්වන කුහරය අතර ප්රදේශය තුළ කෘතිමව අස්ථි බිඳීමක් ඇති කිරීම සඳහා කියත් තලයක් (1 මි.මී. ඝන) භාවිතා කරන්න.මෙහෙයුම අවසානයේ, තුවාලය සේලයින් වලින් සෝදා, මැහුම් වලින් වසා ඇත.සෑම හාවෙකුටම තුනෙන් එකක් සේලයින් තනුක කළ එන්රොෆ්ලොක්සැසින් (5 mg/kg) සමඟ චර්මාභ්යන්තරව එන්නත් කරන ලදී.අස්ථිවල ඔස්ටියෝටොමිය තහවුරු කිරීම සඳහා සියලුම සතුන් (දින 0, 7, 14, 21, 28 සහ 42) පශ්චාත් ශල්‍යකර්ම X-කිරණ සිදු කරන ලදී.ගැඹුරු නිර්වින්දනයකින් පසු, සියලුම සතුන් 28 සහ 42 දින තුළ අභ්‍යන්තර KCl (2 mmol / kg) මගින් මරා දමන ලදී.ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන් පසු, අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සහ කණ්ඩායම් හතර අතර නව අස්ථි සෑදීම නිරීක්ෂණය කිරීම සහ සංසන්දනය කිරීම සඳහා කලවය මයික්‍රෝ සීටී මගින් පරිලෝකනය කරන ලදී.
ක්රියාත්මක කිරීමෙන් පසුව, විකලාංග තැන්පත් කිරීම් සමඟ සෘජුව සම්බන්ධ වූ මෘදු පටක එකතු කර ඇත.පටක එක රැයකින් 10% මධ්‍යස්ථ බෆරඩ් ෆෝමලින් තුළ සවි කර පසුව EtOH හි විජලනය කරන ලදී.විජලනය වූ පටක පැරෆින් වල තැන්පත් කර මයික්‍රෝටෝමයක් (400CS; EXAKT, ජර්මනිය) භාවිතයෙන් 40 μm ඝණකමකින් කොටස් කරන ලදී.ආසාදනය දෘශ්‍යමාන කිරීම සඳහා, H&E පැල්ලම් කිරීම සහ MT පැල්ලම් කිරීම සිදු කරන ලදී.ධාරක ප්‍රතිචාරය පරීක්‍ෂා කිරීම සඳහා, කොටස් කළ පටක හාවා විරෝධී TNF-α ප්‍රාථමික ප්‍රතිදේහ (AB6671, Abcam, USA) සහ හාවා විරෝධී IL-6 (AB6672; Abcam, USA) සමඟ පුර්වීකරණය කර පසුව අශ්ව කරල් සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලදී.ඔක්සිඩේස්.නිෂ්පාදකයාගේ උපදෙස් අනුව කොටස් වලට avidin-biotin complex (ABC) පැල්ලම් පද්ධතිය යොදන්න.දුඹුරු ප්‍රතික්‍රියා නිෂ්පාදනයක් ලෙස පෙනී සිටීම සඳහා, සියලුම කොටස්වල 3,3-ඩයමිනොබෙන්සිඩින් භාවිතා කරන ලදී.සියලුම පෙති දෘශ්‍යමාන කිරීමට ඩිජිටල් විනිවිදක ස්කෑනරයක් (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, හංගේරියාව) භාවිතා කරන ලද අතර, සෑම කණ්ඩායමකම අවම වශයෙන් උපස්ථර හතරක් ImageJ මෘදුකාංගය මගින් විශ්ලේෂණය කරන ලදී.
අස්ථි බිඳීම් සුවවීම නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා ශල්‍යකර්මයෙන් පසුව සහ සෑම සතියකම X-ray රූප ලබා ගන්නා ලදී (එක් කණ්ඩායමකට n=6).ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන් පසු, සුව කිරීමෙන් පසු කලවා වටා ඇති කෝලස් සෑදීම ගණනය කිරීම සඳහා අධි-විභේදන ක්ෂුද්‍ර-CT භාවිතා කරන ලදී.ලබාගත් කලවා පිරිසිදු කර, දින 3 ක් සඳහා 4% paraformaldehyde හි සවි කර, 75% එතනෝල් වලින් විජලනය කරන ලදී.විජලනය වූ අස්ථි පසුව, අස්ථි සාම්පලයේ ත්‍රිමාණ වොක්සල් රූප (2240×2240 පික්සල) ජනනය කිරීම සඳහා micro-CT (SkyScan 1173, Brooke Micro-CT, Kandy, Belgium) භාවිතයෙන් ස්කෑන් කරන ලදී.සංඥා ශබ්දය අඩු කිරීම සඳහා 1.0 mm Al ෆිල්ටරය භාවිතා කරන්න සහ සියලුම ස්කෑන් සඳහා ඉහළ විභේදනයක් යොදන්න (E = 133 kVp, I = 60 μA, ඒකාබද්ධ කිරීමේ කාලය = 500 ms).Nrecon මෘදුකාංගය (අනුවාදය 1.6.9.8, Bruker microCT, Kontich, Belgium) ලබාගත් 2D පාර්ශ්වීය ප්‍රක්ෂේපණයෙන් ස්කෑන් කරන ලද නියැදියේ 3D පරිමාවක් ජනනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී.විශ්ලේෂණය සඳහා, ත්‍රිමාණ ප්‍රතිනිර්මාණය කරන ලද රූපය කැඩී ගිය ස්ථානයට අනුව 10mm×10mm×10mm කැට වලට බෙදා ඇත.බාහිකයේ අස්ථියෙන් පිටත කෝලස් ගණනය කරන්න.ස්කෑන් කරන ලද අස්ථි පරිමාව ඩිජිටල් ලෙස හරවා යැවීමට DataViewer (අනුවාදය 1.5.1.2; Bruker microCT, Kontich, Belgium) මෘදුකාංගය භාවිතා කරන ලද අතර CT-Analyzer (අනුවාදය 1.14.4.1; Bruker microCT, Kontich, Belgium) මෘදුකාංගය විශ්ලේෂණය සඳහා භාවිතා කරන ලදී.පරිණත අස්ථි සහ කෝලස් වල සාපේක්ෂ x-ray අවශෝෂණ සංගුණක ඒවායේ ඝනත්වය මගින් වෙන්කර හඳුනාගත හැකි අතර පසුව කැල්සියම් පරිමාව ප්රමාණාත්මක වේ (n = 4).LOIS හි ජෛව අනුකූලතාව අස්ථි සුව කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ප්‍රමාද නොකරන බව තහවුරු කිරීම සඳහා, හාවන් දෙදෙනෙකු තුළ අතිරේක X-ray සහ micro-CT විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී: නිරුවත්-ඍණ සහ LOIS කණ්ඩායම්.කණ්ඩායම් දෙකම 6 වන සතියේදී මරා දමන ලදී.
පූජා කරන ලද සතුන්ගේ කලවා එකතු කර දින 3 ක් සඳහා 4% paraformaldehyde හි සවි කර ඇත.එවිට විකලාංග බද්ධය කලවයේ සිට ප්රවේශමෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ.0.5 M EDTA (EC-900, National Diagnostics Corporation) භාවිතා කිරීමෙන් කලව අස්ථිය දින 21 ක් ඉවත් කරන ලදී.එවිට decalcified femur එය විජලනය කිරීම සඳහා EtOH හි ගිල්වා ඇත.විජලනය වූ කලවා සයිලීන් වලින් ඉවත් කර පැරෆින් වල තැන්පත් කරන ලදී.ඉන්පසු නියැදිය 3 μm ඝනකමකින් යුත් ස්වයංක්‍රීය භ්‍රමණ මයික්‍රොටෝමයකින් (Leica RM2255, Leica Biosystems, Germany) පෙති කපන ලදී.TRAP staining (F6760, Sigma-Aldrich, Germany) සඳහා, කොටස් කරන ලද සාම්පල deparaffinized, rehydrated සහ 37°C උෂ්ණත්වයකදී TRAP ප්‍රතික්‍රියාකාරකය තුළ පැය 1ක් සඳහා ඉන්කියුබේට් කරන ලදී.ස්ලයිඩ් ස්කෑනරයක් (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, හංගේරියාව) භාවිතයෙන් පින්තූර ලබාගෙන ඇති අතර පැල්ලම් සහිත ප්‍රදේශයේ ප්‍රදේශ ආවරණය මැනීම මගින් ප්‍රමාණනය කරන ලදී.සෑම පරීක්ෂණයකදීම, සෑම කණ්ඩායමකම අවම වශයෙන් උපස්ථර හතරක් ImageJ මෘදුකාංගය මගින් විශ්ලේෂණය කරන ලදී.
සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම විශ්ලේෂණය GraphPad Prism (GraphPad Software Inc., USA) භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී.ඇගයුම් කණ්ඩායම් අතර වෙනස්කම් පරීක්ෂා කිරීම සඳහා යුගල නොකළ t-පරීක්‍ෂණය සහ විචලනය පිළිබඳ එක්-මාර්ග විශ්ලේෂණය (ANOVA) භාවිතා කරන ලදී.වැදගත්කම මට්ටම පහත පරිදි රූපයේ දැක්වේ: *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 සහ ****P<0.0001;NS, සැලකිය යුතු වෙනසක් නැත.
මෙම ලිපිය සඳහා අතිරේක ද්රව්ය සඳහා, කරුණාකර http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/44/eabb0025/DC1 බලන්න
මෙය ක්‍රියේටිව් කොමන්ස් ආරෝපණය-වාණිජ්‍ය නොවන බලපත්‍රයේ නියමයන් යටතේ බෙදා හරින ලද විවෘත ප්‍රවේශ ලිපියක් වන අතර, එය භාවිතා කිරීම වාණිජමය වාසි සඳහා නොවන තාක් කල්, ඕනෑම මාධ්‍යයක භාවිතය, බෙදා හැරීම සහ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. වැඩ නිවැරදියි.යොමුව.
සටහන: අපි ඔබෙන් ඉල්ලා සිටින්නේ ඊමේල් ලිපිනයක් ලබා දෙන ලෙස පමණි, එවිට ඔබ පිටුවට නිර්දේශ කරන පුද්ගලයා ඔබට විද්‍යුත් තැපෑල දැකීමට අවශ්‍ය බව සහ විද්‍යුත් තැපෑල අයාචිත තැපෑල නොවන බව දැන ගනී.අපි කිසිදු විද්‍යුත් තැපැල් ලිපිනයක් අල්ලා නොගනිමු.
මෙම ප්‍රශ්නය ඔබ මානව ආගන්තුකයෙක්ද යන්න පරීක්ෂා කිරීමට සහ ස්වයංක්‍රීය අයාචිත තැපැල් ඉදිරිපත් කිරීම් වැළැක්වීමට භාවිතා කරයි.
චෝ කියුං මින්, ඕ යන්ග් ජෑන්ග්, පාර්ක් ජුන් ජුන්, ලී ජින් හියුක්, කිම් හියුන් චියෝල්, ලී ක්‍යොන්ග් මූන්, ලී චං කියු, ලී යොන් ටේක්, ලී සන්-ක්, ජොං මොරුයි
විකලාංග බද්ධ කිරීම් වල ප්‍රතිබැක්ටීරීය සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ගැලවී යාමේ ආලේපන මගින් ආසාදන නිසා ඇතිවන ආසාදන සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාර අඩු කළ හැක.
චෝ කියුං මින්, ඕ යන්ග් ජෑන්ග්, පාර්ක් ජුන් ජුන්, ලී ජින් හියුක්, කිම් හියුන් චියෝල්, ලී ක්‍යොන්ග් මූන්, ලී චං කියු, ලී යොන් ටේක්, ලී සන්-ක්, ජොං මොරුයි
විකලාංග බද්ධ කිරීම් වල ප්‍රතිබැක්ටීරීය සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ගැලවී යාමේ ආලේපන මගින් ආසාදන නිසා ඇතිවන ආසාදන සහ ප්‍රතිශක්තිකරණ ප්‍රතිචාර අඩු කළ හැක.
©2021 විද්‍යාවේ දියුණුව සඳහා වූ ඇමරිකානු සංගමය.සියලු හිමිකම් ඇවිරිණි.AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef සහ COUNTER හි හවුල්කරුවෙකි.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.