Bakeng sa bakuli ba etsoang opereishene ea ho kenngoa ha masapo, tšoaetso ea baktheria le karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung e bakoang ke tšoaetso e' nile ea e-ba likotsi tse behang bophelo kotsing.Lisebelisoa tse tloaelehileng tsa likokoana-hloko li kotsing ea tšoaetso ea likokoana-hloko, e leng se etsang hore libaktheria li hlasele sebaka se lemetseng ebe se baka tšoaetso ea ka mor'a ho buuoa.Ka hona, ho na le tlhokahalo e potlakileng ea ho hlahisa li-anti-infection le liphahlo tsa ho phonyoha ha 'mele bakeng sa li-implants tsa masapo.Mona, re hlahisitse theknoloji e tsoetseng pele ea ho fetola holim'a metsi bakeng sa li-implants tsa masapo tse bitsoang Lubricated Orthopedic Implant Surface (LOIS), e susumelitsoeng ke bokaholimo bo boreleli ba li-pitcher tsa limela.LOIS e na le mokelikeli oa nako e telele le o matla oa ho leleka mekelikeli le lintho tse phelang (ho kenyeletsoa lisele, liprotheine, calcium le baktheria).Ho feta moo, re netefalitse ho tšoarella ha mochini khahlano le mengoallo le matla a ho lokisa ka ho etsisa tšenyo e ke keng ea qojoa nakong ea opereishene ea in vitro.Moetso oa lesapo la mmutla oa ho ruruha ha lesapo la botšehali o ile oa sebelisoa ho ithuta ka botlalo matla a anti-biological le matla a ho thibela tšoaetso a LOIS.Re nahana hore LOIS, e nang le thepa ea anti-biofouling le ho tšoarella ha mechine, ke mohato oa pele oa ho buuoa ntle le tšoaetso ea masapo a masapo.
Kajeno, ka lebaka la botsofali ka kakaretso, palo ea bakuli ba tšoeroeng ke mafu a masapo (joaloka fractures ea maqheku, mafu a fokolisang a manonyeletso le lefu la ho fokola ha masapo) e eketsehile haholo (1, 2).Ka hona, litsi tsa bongaka li nka bohlokoa bo boholo ho opereishene ea masapo, ho kenyelletsa le ho kenngoa ha masapo a li-screw, lipoleiti, lipekere le manonyeletso a maiketsetso (3, 4).Leha ho le joalo, li-implants tsa setso tsa masapo li tlalehiloe hore li ka ba le ts'oaetso ea baktheria le sebopeho sa biofilm, se ka bakang ts'oaetso ea sebaka sa ho buoa (SSI) kamora ho buuoa (5, 6).Hang ha biofilm e thehoa holim'a motsoako oa masapo, ho tlosoa ha biofilm ho ba thata haholo esita le ka tšebeliso ea tekanyo e kholo ea lithibela-mafu.Ka hona, hangata e lebisa ho ts'oaetso e matla ea postoperative (7, 8).Ka lebaka la mathata a ka holimo, phekolo ea li-implants tse nang le tšoaetso e lokela ho kenyelletsa ts'ebetsong, ho kenyelletsa le ho tlosoa ha li-implants tsohle le lisele tse potolohileng;ka hona, mokuli o tla utloa bohloko bo boholo le likotsi tse ling (9, 10).
Ho rarolla a mang a mathata ana, ho entsoe li-implants tsa masapo tse hlahisang lithethefatsi ho thibela tšoaetso ka ho felisa libaktheria tse khomaretsoeng holimo (11, 12).Leha ho le joalo, leano lena le ntse le bontša mefokolo e mengata.Ho tlalehiloe hore ho kenngoa ha nako e telele ha li-implants tse hlahisang lithethefatsi ho bakile tšenyo ea lisele tse haufi le ho baka ho ruruha, ho ka lebisang ho necrosis (13, 14).Ntle le moo, li-solvents tse ka bang teng kamora ts'ebetso ea tlhahiso ea li-implants tsa orthopaedic, tse thibetsoeng ka thata ke Tsamaiso ea Lijo le Lithethefatsi tsa US, li hloka mehato e meng ea tlhoekiso ho fihlela litekanyetso tsa eona (15).Li-implants tse hlahisang lithethefatsi li phephetsa tokollo e laoloang ea lithethefatsi, 'me ka lebaka la phallo e fokolang ea lithethefatsi, ts'ebeliso ea nako e telele ea moriana ha e khonehe (16).
Leano le leng le atileng ke ho apesa sehlohlolo ka polymer e thibelang litšila ho thibela taba ea likokoana-hloko le libaktheria hore li se ke tsa khomarela holimo (17).Mohlala, li-polymer tsa zwitterionic li hohetse tlhokomelo ka lebaka la litšobotsi tsa tsona tse se nang sekhomaretsi ha li kopane le liprotheine tsa plasma, lisele le libaktheria.Leha ho le joalo, e na le mefokolo e itseng e amanang le botsitso ba nako e telele le ho tšoarella ha mechine, e sitisang ts'ebeliso ea eona e sebetsang ho li-implants tsa masapo, haholo-holo ka lebaka la ho senya mechine nakong ea ho buuoa (18, 19).Ntle le moo, ka lebaka la biocompatibility ea eona e phahameng, khaello ea tlhokahalo ea opereishene ea ho tlosoa, le thepa ea ho hloekisa holim'a metsi ka ho bola, ho sebelisoa li-implants tsa masapo tse entsoeng ka thepa e ka senyehang (20, 21).Nakong ea kutu, maqhama a lik'hemik'hale pakeng tsa matrix a polymer aa robeha ebe a tlosoa holimo, 'me batšehetsi ba hloekisa bokaholimo.Leha ho le joalo, ho silafatsa likokoana-hloko ka ho hloekisa holim'a metsi ho sebetsa ka nako e khutšoanyane.Ho feta moo, lisebelisoa tse ngata tse monyehang tse kenyelletsang poly(lactic acid-glycolic acid copolymer) (PLGA), polylactic acid (PLA) le li-alloys tse thehiloeng ho magnesium li tla senyeha ka mokhoa o sa tsitsang le khoholeho ea 'mele, e leng se tla ama botsitso ba mochini hampe.(mashome a mabeli le metso e 'meli).Ho phaella moo, likhechana tsa lipoleiti tse senyehang li fana ka sebaka sa hore libaktheria li khomarele, e leng ho eketsang monyetla oa tšoaetso ka nako e telele.Kotsi ena ea ho senyeha ha mochini le ts'oaetso e fokotsa ts'ebeliso e sebetsang ea opereishene ea polasetiki (23).
Superhydrophobic (SHP) libaka tse etsisang sebopeho sa hierarchical ea makhasi a lotus e fetohile tharollo e ka bang teng bakeng sa libaka tse khahlanong le litšila (24, 25).Ha sebaka sa SHP se qoelisoa ka har'a metsi, li-bubble tsa moea li tla koalloa, ka hona li etsa lipokotho tsa moea le ho thibela ho khomarela baktheria (26).Leha ho le joalo, liphuputso tsa morao-rao li bontšitse hore sebaka sa SHP se na le mefokolo e amanang le ho tšoarella ha mechine le botsitso ba nako e telele, e leng se sitisang tšebeliso ea eona ho li-implants tsa bongaka.Ho feta moo, lipokotho tsa moea li tla qhibiliha le ho lahleheloa ke thepa ea tsona e khahlanong le ho silafatsa, ka hona ho fella ka ho khomarela baktheria ka bongata ka lebaka la sebaka se seholo sa SHP (27, 28).Haufinyane tjena, Aizenberg le basebetsi-'moho ba ile ba hlahisa mokhoa o mocha oa ho thibela likokoana-hloko ka holim'a metsi ka ho hlahisa sebaka se boreleli se bululetsoeng ke semela sa Nepenthes pitcher (29, 30).Sebaka se boreleli se bontša botsitso ba nako e telele tlas'a maemo a hydraulic, ke metsi a lelekang metsi a likokoana-hloko ka ho fetisisa, 'me a na le thepa ea ho itokisa.Leha ho le joalo, ha ho na mokhoa oa ho kenya lesela ho kenngoeng ea bongaka e bōpehileng joaloka e rarahaneng, leha e le hona ho pakoa hore e tšehetsa mokhoa oa ho folisa oa lisele tse senyehileng ka mor'a ho kenngoa.
Mona, re hlahisa sebaka sa "lubricated" orthopedic implant surface (LOIS), sebaka sa micro / nano-structured orthopedic implant surface 'me se kopantsoe ka thata le lera le lesesaane la lubricant ho thibela hore se se ke sa amahanngoa le ho buuoa ka polasetiki Likokoana-hloko tsa likokoana-hloko, tse kang ho lokisa fracture.Hobane sebopeho sa fluorine se sebetsang hantle sa micro / nano-level se lokisa ka thata setlolo holim'a sebopeho, LOIS e tsoetseng pele e ka leleka ka ho feletseng ho khomarela metsi a sa tšoaneng le ho boloka ts'ebetso e khahlanong le litšila ka nako e telele.Liaparo tsa LOIS li ka sebelisoa ho lisebelisoa tsa libopeho tse fapaneng tse reretsoeng ho kopanya masapo.Thepa e babatsehang ea anti-biofouling ea LOIS khahlanong le likokoana-hloko tsa biofilm [Pseudomonas aeruginosa le Staphylococcus aureus (MRSA) e hanyetsanang le methicillin] le lintho tsa likokoana-hloko (lisele, liprotheine le calcium) li netefalitsoe ka matla.Sekhahla sa ho khomarela sa ho khomarela ho pharaletseng ho substrate se ka tlase ho 1%.Ho phaella moo, esita le ka mor'a hore ho be le khatello ea kelello ea mechine e kang ho senya holim'a metsi, ho iphekola ho bakoang ke lubricant e phunyeletsang ho thusa ho boloka thepa ea eona e khahlanong le ho senya.Liphetho tsa liteko tsa ho tšoarella ha mochini li bonts'a hore le kamora phetoho ea sebopeho le lik'hemik'hale, matla a felletseng a ke ke a fokotseha haholo.Ho feta moo, teko ea in vitro e etsisang khatello ea kelello ea mochine tikolohong ea ho buuoa e ile ea etsoa ho paka hore LOIS e ka mamella likhatello tse fapa-fapaneng tsa mechine tse hlahang nakong ea opereishene ea polasetiki.Qetellong, re sebelisitse mohlala oa mmutla o thehiloeng ho vivo oa ho robeha ha botšehali, o ileng oa paka hore LOIS e na le thepa e phahameng ea antibacterial le biocompatibility.Liphetho tsa radiological le histological li netefalitse hore boits'oaro bo tsitsitseng ba lubricant le thepa ea anti-biofouling nakong ea libeke tse 4 ka mor'a hore ho kenngoe motho ho ka fihlella ts'ebetso e matla ea ho thibela tšoaetso le ts'ebetso ea 'mele ea ho itšireletsa mafung ntle le ho lieha ho folisa masapo.
Setšoantšo sa 1A se bontša sets'oants'o sa moralo oa LOIS e tsoetseng pele, e kenngoeng ka libopeho tse nyane / nano-scale moetsong oa ho robeha ha botšehali ba mmutla ho netefatsa thepa ea eona e ntle haholo ea ho thibela likokoana-hloko le ho thibela tšoaetso.Mokhoa oa biomimetic o etsoa ho etsisa bokaholimo ba semela sa pitsa ea metsi, le ho thibela biofouling ka ho kenyelletsa lera la lubricant ka har'a sebopeho sa micro/nano sa bokaholimo.Bokaholimo bo kentsoeng ka lubricant bo ka fokotsa kamano lipakeng tsa lintho tsa tlhaho le bokaholimo.Ka hona, ka lebaka la ho thehoa ha litlamo tse tsitsitseng tsa lik'hemik'hale holim'a metsi, li na le ts'ebetso e babatsehang ea antifouling le botsitso ba nako e telele.Ka lebaka leo, thepa ea anti-biofouling ea sebaka sa lubricating e lumella likopo tse fapaneng tse sebetsang lipatlisisong tsa biomedical.Leha ho le joalo, lipatlisiso tse pharaletseng mabapi le hore na sebaka sena se khethehileng se sebelisana joang 'meleng ha se e-s'o phethoe.Ka ho bapisa LOIS le li-substrates tse hlobotseng ka har'a vitro tse sebelisang albumin le libaktheria tsa biofilm, ho se khomarele ha LOIS ho ka netefatsoa (Setšoantšo sa 1B).Ho phaella moo, ka ho theola marotholi a metsi holim'a substrate e se nang letho le LOIS substrate (Figure S1 le Movie S1), ts'ebetso ea tšilafalo ea likokoana-hloko e ka bontšoa.Joalo ka ha ho bonts'itsoe setšoantšong sa microscope ea fluorescence, karoloana e pepeneneng e kentsoeng ka har'a ho emisoa ha protheine le libaktheria li bonts'itse bongata bo boholo ba lintho tsa tlhaho bo khomarelang holimo.Leha ho le joalo, ka lebaka la thepa ea eona e ntle ea anti-biofouling, LOIS ha e bontše fluorescence leha e le efe.E le ho netefatsa thepa ea eona ea ho thibela likokoana-hloko le ho thibela tšoaetso, LOIS e ile ea sebelisoa holim'a li-implants tsa masapo bakeng sa motsoako oa masapo (lipoleiti le li-screws) 'me li behoa ka mokhoa oa ho robeha ha mmutla.Pele e kengoa, ho kenngoa ha masapo le LOIS ho ile ha kenngoa sebakeng se emisitsoeng ke baktheria ka lihora tse 12.The pre-incubation e etsa bonnete ba hore biofilm e thehoa holim'a motsoako o pepeneneng bakeng sa ho bapisa.Setšoantšo sa 1C se bontša setšoantšo sa sebaka sa fracture libeke tse 4 ka mor'a ho kenngoa.Ka ho le letšehali, mmutla o nang le motsoako o se nang letho oa masapo o ile oa bontša boemo bo matla ba ho ruruha ka lebaka la ho thehoa ha biofilm holim'a ho kenngoa.Sephetho se fapaneng se ile sa hlokomeloa ho mebutlanyana e kentsoeng ka LOIS, ke hore, li-tissue tse potolohileng tsa LOIS ha lia ka tsa bontša matšoao a tšoaetso kapa matšoao a ho ruruha.Ho phaella moo, setšoantšo sa optical se ka letsohong le letšehali se bontša sebaka sa ho buoa sa mmutla se nang le sekontiri se pepenene, se bontšang hore ha ho li-adhesive tse ngata tse teng holim'a metsi a pepenene a fumanoeng holim'a LOIS.Sena se bontša hore LOIS e na le botsitso ba nako e telele 'me e na le bokhoni ba ho boloka thepa ea eona e khahlanong le likokoana-hloko le ho thibela ho khomarela.
a(B) Fluorescence microscopy setšoantšo sa protheine le bacterial biofilm sebakeng se se nang letho le karoloana ea LOIS.Libeke tse 4 ka mor'a ho kenngoa, (C) setšoantšo sa lifoto tsa sebaka sa ho robeha le (D) setšoantšo sa X-ray (se totobalitsoe ke khutlonnetsepa e khubelu).Setšoantšo se amohelehang: Kyomin Chae, Yonsei University.
Meutlanyana e sa tsoakoang, e pepesitsoeng hampe e ile ea bontša mokhoa o tloaelehileng oa ho folisa masapo ntle le matšoao a ho ruruha kapa tšoaetso.Ka lehlakoreng le leng, li-implants tsa SHP tse kentsoeng pele ho ho emisoa ha baktheria li bonts'a ho ruruha ho amanang le ts'oaetso liphatseng tse potolohileng.Sena se ka bakoa ke ho se khone ho thibela baktheria ho khomarela nako e telele (Setšoantšo sa S2).E le ho paka hore LOIS ha e ame mokhoa oa ho folisa, empa e thibela tšoaetso e ka 'nang ea e-ba teng e amanang le ho kenngoa, litšoantšo tsa X-ray tsa matrix a pepenene le LOIS sebakeng sa fracture li ne li bapisoa (Setšoantšo sa 1D).Sets'oants'o sa X-ray sa ho kenngoe ntle le letho se ile sa bontša mela e tsitsitseng ea osteolysis, e bontšang hore lesapo ha lea fola ka ho feletseng.Sena se fana ka maikutlo a hore ts'ebetso ea ho hlaphoheloa ha masapo e ka 'na ea lieha haholo ka lebaka la ho ruruha ho amanang le tšoaetso.Ho fapana le hoo, e bontshitse hore meutlanyana e kentsweng ka LOIS e fodile mme ha e a bontsha sebaka sefe kapa sefe se hlakileng sa ho robeha.
E le ho hlahisa li-implants tsa bongaka tse nang le botsitso le ts'ebetso ea nako e telele (ho kenyeletsoa ho hanyetsa biofouling), boiteko bo bongata bo entsoe.Leha ho le joalo, boteng ba lintho tse fapa-fapaneng tsa likokoana-hloko le matla a ho khomarela lisele tse thibelang tsoelo-pele ea mekhoa ea bona ea bophelo bo botle.E le ho hlōla mefokolo ena, re thehile sebopeho sa micro / nano layered le sebaka se fetotsoeng ka lik'hemik'hale, se ntlafalitsoeng ka lebaka la matla a phahameng a capillary le lik'hemik'hale tsa lik'hemik'hale ho boloka lubricant e boreleli ka ho fetisisa.Setšoantšo sa 2A se bonts'a ts'ebetso ea kakaretso ea tlhahiso ea LOIS.Ntlha ea pele, lokisetsa karolo ea bongaka ea tšepe e sa hloekang (SS) 304 substrate.Taba ea bobeli, sebopeho sa micro/nano se theoa holim'a substrate ea SS ka etching ea lik'hemik'hale ho sebelisa tharollo ea hydrofluoric acid (HF).E le ho tsosolosa khanyetso ea kutu ea SS, tharollo ea nitric acid (HNO3) (31) e sebelisetsoa ho sebetsana le substrate e tsitsitseng.Passivation e ntlafatsa khanyetso ea kutu ea karoloana ea SS mme e liehisa haholo ts'ebetso ea kutu e ka fokotsang ts'ebetso eohle ea LOIS.Joale, ka ho etsa "monolayer" e ikemetseng (SAM) e nang le 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane (POTS), bokaholimo bo fetotsoe ka lik'hemik'hale ho ntlafatsa tšebelisano ea lik'hemik'hale pakeng tsa holim'a metsi le lubricant Affinity e boreleli.Phetoho ea holim'a metsi e fokotsa haholo matla a holim'a metsi a entsoeng ka sebopeho sa micro / nano-scale, se lumellanang le matla a holim'a setlolo se boreleli.Sena se lumella lubricant hore e be metsi ka ho feletseng, kahoo e etsa lera le tsitsitseng la lubricant holim'a metsi.Sebaka se fetotsoeng se bonts'a hydrophobicity e ntlafalitsoeng.Liphetho li bonts'a hore lubricant e thellang e bonts'a boits'oaro bo tsitsitseng ho LOIS ka lebaka la kamano e phahameng ea lik'hemik'hale le matla a capillary a bakoang ke sebopeho sa micro / nano (32, 33).Ho ile ha ithutoa liphetoho tsa optical holim'a SS ka mor'a hore ho fetoloe bokaholimo le ente ea lubricant.Sebopeho sa micro / nano layered se entsoeng ka holim'a metsi se ka baka liphetoho tse bonahalang le ho fifatsa bokaholimo.Ketsahalo ena e bakoa ke phello e ntlafetseng ea ho hasana ha leseli holim'a metsi a makukuno, e leng se eketsang ponahalo e fapaneng e bakoang ke mochine oa ho tšoasa leseli (34).Ho phaella moo, ka mor'a hore lubricant e kenngoe, LOIS e fetoha e lefifi.Lera la lubricating le etsa hore khanya e fokolang e bonahale ho tsoa substrate, ka hona e fifatsa LOIS.E le ho ntlafatsa microstructure/nanostructure ho bontša the smallest sliding angle (SA) ho finyella ts'ebetso ea anti-biofouling, scanning electron microscopy (SEM) le lipara tsa athomo li ile tsa sebelisoa ho etsa linako tse fapaneng tsa HF etching (0, 3)., 15 le metsotso e 60) Matla a microscope (AFM) (Figure 2B).Litšoantšo tsa SEM le AFM li bontša hore ka mor'a nako e khutšoanyane ea etching (metsotso ea 3 ea etching), substrate e se nang letho e thehile boima bo sa lekaneng ba nano-scale roughness.Bokhopo ba bokaholimo bo fetoha ka nako ea etching (Figure S3).Mokokotlo o feto-fetohang oa nako o bonts'a hore bokaholimo bo ntse bo eketseha 'me bo fihla sehlohlolong ka metsotso e 15 ea ho ts'oaroa, ebe ho fokotseha ho fokolang feela ha boleng ba ho ba boima ho bonoa metsotsong e 30 ea etching.Ka nako ena, nano-level roughness e hlakotsoe, ha micro-level roughness e ntse e tsoela pele ka matla, e leng se etsang hore phetoho e fetohe e tsitsitseng.Ka mor'a ho qeta metsotso e fetang 30, ho na le keketseho e 'ngoe ea ho ba boima, e hlalosoang ka ho qaqileng ka tsela e latelang: SS e entsoe ka tšepe e kopantsoeng le likarolo tse kang tšepe, chromium, nickel, molybdenum le lintho tse ling tse ngata.Har'a lintho tsena, tšepe, chromium le molybdenum li bapala karolo ea bohlokoa ho theheng bokhopo ba micron/nano-scale ho SS ka HF etching.Mehatong ea pele ea kutu, tšepe le chromium li senyeha haholo hobane molybdenum e na le khanyetso e phahameng ea ho bola ho feta molybdenum.Ha etching e ntse e tsoela pele, tharollo ea etching e fihla ho oversaturation ea sebakeng seo, ho etsa fluoride le li-oxide tse bakoang ke etching.Fluoride le oxide lia theoha 'me qetellong li behoa holim'a metsi, li etsa hore ho be le bokaholimo bo lekaneng ba micron/nano (31).Bokhopo bona ba micro/nano-level bo phetha karolo ea bohlokoa ho ipholisong ea LOIS.Sebaka se nang le likarolo tse peli se hlahisa phello ea synergistic, e eketsa haholo matla a capillary.Ketsahalo ena e lumella lubricant hore e kene ka holim'a metsi ka mokhoa o tsitsitseng mme e kenya letsoho molemong oa ho ipholisa (35).Sebopeho sa roughness itšetlehile ka etching nako.Tlas'a metsotso e 10 ea etching, bokaholimo bo na le bokhopo ba nano-scale feela, bo sa lekaneng ho ts'oara mafura a lekaneng ho thibela biofouling (36).Ka lehlakoreng le leng, haeba nako ea etching e feta metsotso e 30, ho ba le nano-scale roughness e entsoeng ke ho tsosolosoa ha tšepe le chromium ho tla nyamela, 'me ho tla sala feela bokhopo ba microscale ka lebaka la molybdenum.Sebaka se phunyeletsoeng ka ho fetisisa ha se na nano-scale roughness 'me se lahleheloa ke phello ea synergistic ea mekhahlelo e' meli, e amang hampe litšobotsi tsa ho ipholisa tsa LOIS.Litekanyo tsa SA li ile tsa etsoa ho li-substrates tse nang le linako tse fapaneng tsa etching ho paka ts'ebetso e khahlanong le ho silafatsa.Ho ile ha khethoa mefuta e fapaneng ea lino tse tahang ho ipapisitsoe le viscosity le matla a holim'a metsi, ho kenyelletsa metsi a deionized (DI), mali, ethylene glycol (EG), ethanol (EtOH) le hexadecane (HD) (Figure S4).Mokhoa oa ho feto-fetoha oa nako o bonts'a hore bakeng sa lino tse fapaneng tse nang le matla le li-viscosity tse fapaneng, SA ea LOIS kamora metsotso e 15 ea etching ke eona e tlase.Ka hona, LOIS e ntlafalitsoe hore e khone ho qeta metsotso e 15 ho theha micron le nano-scale roughness, e loketseng ho boloka nako e telele ea lubricant le thepa e ntle ea anti-fouling.
(A) Setšoantšo sa moralo oa mehato e mene ea tlhahiso ea LOIS.Sets'oants'o se bonts'a SAM e entsoeng holim'a substrate.(B) Litšoantšo tsa SEM le AFM, tse sebelisetsoang ho ntlafatsa sebopeho sa micro/nano sa substrate tlas'a linako tse fapaneng tsa etching.X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) spectra ea (C) Cr2p le (D) F1s ka mor'a passivation holim'a metsi le SAM coating.au, yuniti e ikemetseng.(E) Lits'oants'o tse emelang marotholi a metsi holim'a li-substrates tse se nang letho, tse kentsoeng, tsa SHP le LOIS.(F) Tekanyo ea ho kopana (CA) le tekanyo ea SA ea maro a nang le tsitsipano e fapaneng ea holim'a SHP le LOIS.Lintlha li hlahisoa ka mokhoa o bolelang ± SD.
Joale, e le ho netefatsa phetoho ea thepa ea lik'hemik'hale e holim'a metsi, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) e ile ea sebelisoa ho ithuta phetoho ea lik'hemik'hale tsa karolo e ka tlaase ea metsi ka mor'a ho roala ka holimo ka 'ngoe.Setšoantšo sa 2C se bonts'a liphetho tsa litekanyo tsa XPS tsa bokaholimo ba HF le sebaka se phekotsoeng sa HNO 3.Litlhōrō tse peli tse ka sehloohong ho 587.3 le 577.7 eV li ka amahanngoa le setlamo sa Cr-O se teng ka har'a chromium oxide layer, e leng phapang e kholo ho tloha ho HF etched surface.Sena se bakoa haholo ke tšebeliso ea tšepe le chromium fluoride holim'a HNO3.Etching e thehiloeng ho HNO3 e lumella chromium ho etsa lesela la oxide e fetang holim'a metsi, e leng se etsang hore SS e kentsoeng e se ke ea hlola e bola.Setšoantšong sa 2D, XPS spectra e ile ea fumanoa ho tiisa hore silane e thehiloeng ho fluorocarbon e thehiloe holim'a metsi ka mor'a ho roala ha SAM, e nang le metsi a phahameng haholo a lelekang esita le bakeng sa EG, mali le EtOH.Ho roala ha SAM ho phethoa ka lihlopha tse sebetsang tsa silane tse nang le lihlopha tsa hydroxyl tse entsoeng ka phekolo ea plasma.Ka lebaka leo, ho ile ha hlokomeloa keketseho e khōlō ea litlhōrō tsa CF2 le CF3.Matla a tlamang pakeng tsa 286 le 296 eV a bontša hore phetoho ea lik'hemik'hale e phethiloe ka katleho ke ho roala ha SAM.SHP e bonts'a tlhoro e batlang e le kholo ea CF2 (290.1 ​​​​eV) le CF3 (293.3 eV), e bakoang ke silane e thehiloeng ho fluorocarbon e entsoeng holim'a metsi.Setšoantšo sa 2E se bonts'a litšoantšo tsa optical tse emelang litekanyo tsa "contact angle" (CA) bakeng sa lihlopha tse fapaneng tsa metsi a hloekisitsoeng a kopane le a se nang letho, a khabisitsoeng, a SHP, le LOIS.Litšoantšo tsena li bontša hore sebaka se khabisitsoeng se fetoha hydrophilic ka lebaka la sebopeho sa micro / nano se entsoeng ke lik'hemik'hale tsa lik'hemik'hale e le hore metsi a deionized a kene ka har'a mohaho.Leha ho le joalo, ha substrate e koahetsoe ke SAM, substrate e bontša ho thibela metsi a matla, kahoo SHP e holim'a metsi e thehoa 'me sebaka sa ho kopana pakeng tsa metsi le holim'a metsi se senyenyane.Qetellong, ho fokotseha ha CA ho ile ha hlokomeloa ho LOIS, e ka bakoang ke ho kenella ha lubricant ka har'a microstructure, kahoo ho eketsa sebaka sa ho kopana.E le ho paka hore bokaholimo bo na le lintho tse ntle haholo tsa ho leleka mokelikeli le lintho tse se nang sekhomaretsi, LOIS e ile ea bapisoa le karoloana ea SHP ka ho metha CA le SA ho sebelisa lino tse fapaneng (Setšoantšo sa 2F).Ho ile ha khethoa mefuta e fapaneng ea lino tse tahang ho ipapisitsoe le viscosity le matla a holim'a metsi, ho kenyeletsoa metsi a deionized, mali, EG, EtOH le HD (Figure S4).Liphetho tsa tekanyo ea CA li bontša hore ha CA e atisa ho HD, boleng ba phokotso ea CA, moo CA e nang le matla a tlaase ka ho fetisisa a holim'a metsi.Ho phaella moo, LOIS ea CA ka kakaretso e tlaase.Leha ho le joalo, tekanyo ea SA e bontša ketsahalo e fapaneng ka ho feletseng.Ntle le metsi a ionized, metsi ohle a khomarela karoloana ea SHP ntle le ho thella.Ka lehlakoreng le leng, LOIS e bontša SA e tlaase haholo, moo ha mokelikeli oohle o sekame ka lehlakoreng le ka tlaase ho 10 ° ho ea ho 15 °, mokelikeli oohle o tla theoha.Sena se bontša ka matla hore ho se khomarelane ha LOIS ho molemo ho feta SHP holim'a metsi.Ho phaella moo, liaparo tsa LOIS li boetse li sebelisoa ho mefuta e sa tšoaneng ea thepa, ho akarelletsa le titanium (Ti), polyphenylsulfone (PPSU), polyoxymethylene (POM), polyether ether ketone (PEEK) le li-polymers tsa bioabsorbable (PLGA), Ke lisebelisoa tsa masapo tse kenngoang (Setšoantšo S5)).Litšoantšo tse latellanang tsa marotholi linthong tse tšoaroang ke LOIS li bontša hore thepa ea anti-biofouling ea LOIS e tšoana le li-substrates tsohle.Ho phaella moo, liphetho tsa tekanyo ea CA le SA li bontša hore thepa e sa tsitsang ea LOIS e ka sebelisoa ho lisebelisoa tse ling.
E le ho netefatsa thepa ea anti-fouling ea LOIS, mefuta e sa tšoaneng ea substrates (ho kenyeletsoa bare, etched, SHP le LOIS) e ne e kenngoa ka Pseudomonas aeruginosa le MRSA.Libaktheria tsena tse peli li khethiloe e le libaktheria tsa sepetlele tse emelang, tse ka lebisang ho thehoeng ha li-biofilms, tse lebisang ho SSI (37).Setšoantšo sa 3 (A le B) se bonts'a litšoantšo tsa microscope ea fluorescence le liphetho tsa tekanyo ea kolone ea ho etsa yuniti (CFU) ea li-substrates tse kentsoeng ho emisoa ha baktheria nako e khutšoanyane (lihora tsa 12) le nako e telele (lihora tse 72), ka ho latellana.Ka nako e khutšoanyane, libaktheria li tla theha lihlopha ebe li hōla ka boholo, li ikoahela ka lintho tse kang li-mucus le ho thibela ho tlosoa ha tsona.Leha ho le joalo, nakong ea ho qhoqhoa ha lihora tse 72, baktheria e tla hōla 'me e be bonolo ho hasanngoa ho etsa likolone kapa lihlopha tse ngata.Ka hona, ho ka nkoa hore ho kenngoa ha lihora tse 72 ke nako e telele 'me ke nako e loketseng ea ho qhoqhoa ho etsa biofilm e matla holim'a metsi (38).Ka nako e khuts'oane, sebaka se khabisitsoeng le bokaholimo ba SHP bo bonts'itse ho khomarela baktheria, e fokolitsoeng ka hoo e ka bang 25% ho isa ho 50% ha e bapisoa le substrate e se nang letho.Leha ho le joalo, ka lebaka la ts'ebetso ea eona e ntle ea anti-biofouling le botsitso, LOIS ha ea ka ea bontša baktheria biofilm adhesion ka nako e khutšoanyane le e telele.Setšoantšo sa schematic (Setšoantšo sa 3C) se hlalosa tlhaloso ea mochine o thibelang likokoana-hloko oa tharollo ea etching, SHP le LOIS.Ho nahanoa ke hore substrate e kentsoeng e nang le thepa ea hydrophilic e tla ba le sebaka se seholo ho feta se se nang letho.Ka hona, ho tla ba le baktheria e ngata ho khomarela substrate e tsitsitseng.Leha ho le joalo, ha ho bapisoa le substrate e se nang letho, substrate e kentsoeng e na le biofilm e fokolang haholo e entsoeng holim'a metsi.Lebaka ke hobane limolek'hule tsa metsi li tlama ka thata holim'a metsi a hydrophilic 'me li sebetsa e le setlolo sa metsi, kahoo li kena-kenana le ho khomarela ha libaktheria ka nako e khutšoanyane (39).Leha ho le joalo, lera la limolek'hule tsa metsi le tšesaane haholo 'me le qhibiliha ka ho emisoa ke baktheria.Ka hona, lera la molek'hule ea metsi le nyamela ka nako e telele, e leng se lebisang ho khomaretsoeng ha baktheria le ho ata.Bakeng sa SHP, ka lebaka la thepa ea nako e khutšoanyane ea ho se kolobise, ho khomarela baktheria ho thibetsoe.Khomarelo e fokotsehileng ea baktheria e ka bakoa ke lipokotho tsa moea tse ts'oaretsoeng ka har'a sebopeho se kolobisitsoeng le matla a tlase a holim'a metsi, ka hona ho fokotsa khokahano lipakeng tsa ho emisoa ha baktheria le bokaholimo.Leha ho le joalo, ho khomarela ho pharaletseng ha baktheria ho ile ha hlokomeloa ho SHP hobane e ile ea lahleheloa ke thepa ea eona e khahlanong le litšila ka nako e telele.Sena se bakoa haholo ke ho nyamela ha lipokotho tsa moea ka lebaka la khatello ea hydrostatic le ho qhibiliha ha moea metsing.Sena se bakoa haholo ke ho nyamela ha lipokotho tsa moea ka lebaka la ho qhibiliha le sebopeho sa layered se fanang ka sebaka se seholo sa ho khomarela (27, 40).Ho fapana le li-substrates tsena tse peli tse nang le phello ea bohlokoa ho tsitsitseng nako e telele, lubricant lubricant e nang le LOIS e kenngoa ka har'a sebopeho sa micro / nano 'me e ke ke ea nyamela esita le ka nako e telele.Lisebelisoa tse tlatsitsoeng ka libopeho tsa micro / nano li tsitsitse haholo 'me li khahloa ka matla holim'a metsi ka lebaka la lik'hemik'hale tse phahameng tsa lik'hemik'hale, kahoo li thibela ho khomarela baktheria nako e telele.Setšoantšo sa S6 se bonts'a sets'oants'o se bonahatsang sa microscope ea substrate e kentsoeng ka lubricant e kentsoeng ka har'a phosphate buffered saline (PBS).Litšoantšo tse tsoelang pele li bontša hore esita le ka mor'a lihora tsa 120 tsa ho sisinyeha hanyenyane (120 rpm), lesela la lubricant ho LOIS le lula le sa fetohe, le bontšang botsitso ba nako e telele tlas'a maemo a phallo.Sena se bakoa ke kamano e phahameng ea lik'hemik'hale pakeng tsa seaparo sa SAM se thehiloeng ho fluorine le lubricant e thehiloeng ho perfluorocarbon, e le hore ho ka thehoa lera le tsitsitseng la lubricant.Ka hona, ts'ebetso ea anti-fouling e bolokiloe.Ho phaella moo, substrate e ile ea lekoa khahlanong le liprotheine tse emelang (albumin le fibrinogen), tse ka plasma, lisele tse amanang haholo le ts'ebetso ea 'mele ea ho itšireletsa mafung (macrophages le fibroblasts), le tse amanang le ho thehoa ha masapo.Likahare tsa calcium li phahame haholo.(Setšoantšo sa 3D, 1 le 2, le Setšoantšo sa S7) (41, 42).Ho phaella moo, litšoantšo tsa microscope tsa fluorescence tsa teko ea ho khomarela fibrinogen, albumin le calcium li bontšitse litšobotsi tse fapaneng tsa ho khomarela tsa sehlopha ka seng sa substrate (Setšoantšo sa S8).Nakong ea ho thehoa ha masapo, likarolo tse sa tsoa thehoa tsa masapo le khalsiamo li ka 'na tsa pota-potile ho kenngoa ha masapo, e seng feela ho etsa hore ho be thata ho tlosoa, empa hape ho ka baka kotsi e sa lebelloang ho mokuli nakong ea ts'ebetso ea ho tlosoa.Ka hona, litekanyo tse tlase tsa khalsiamo lipoleiting tsa masapo le likurufu li molemo bakeng sa opereishene ea masapo e hlokang ho ntšoa ha li-implant.Ho ipapisitsoe le quantification ea sebaka se khomaretsoeng ho ipapisitsoe le matla a fluorescence le palo ea lisele, re netefalitse hore LOIS e bonts'a thepa e ntle ea anti-biofouling bakeng sa lintho tsohle tsa baeloji ha e bapisoa le likaroloana tse ling.Ho latela liphetho tsa liteko tsa in vitro, anti-biological fouling LOIS e ka sebelisoa ho li-implants tsa masapo, tse ke keng tsa thibela feela tšoaetso e bakoang ke libaktheria tsa biofilm, empa hape le ho fokotsa ho ruruha ho bakoang ke sesole sa 'mele se sebetsang.
(A) Litšoantšo tsa microscope ea Fluorescence tsa sehlopha ka seng (a hlobotse, e ngotsoe, SHP le LOIS) tse kentsoeng Pseudomonas aeruginosa le MRSA ho fanyeha lihora tse 12 le 72.(B) Palo ea CFU e khomarelang ea Pseudomonas aeruginosa le MRSA holim'a sehlopha ka seng.(C) Setšoantšo sa moralo oa mochine o thibelang likokoana-hloko oa ho senya nako e khutšoanyane le e telele, SHP le LOIS.(D) (1) Palo ea li-fibroblasts e khomaretse setšoantšo se seng le se seng sa substrate le fluorescence microscope ea lisele tse khomaretsoeng ho bare le LOIS.(2) Tlhahlobo ea ho khomarela ea liprotheine tse amanang le 'mele oa ho itšireletsa mafung, albumin le calcium tse amehang ts'ebetsong ea ho folisa masapo (* P <0.05, ** P <0.01, *** P <0.001 le **** P <0.0001).ns, eseng bohlokoa.
Tabeng ea khatello ea maikutlo e ke keng ea qojoa, ho tšoarella ha mechine e 'nile ea e-ba phephetso e kholo bakeng sa tšebeliso ea liphahlo tse thibelang litšila.Mekhoa e tloaelehileng ea li-gel e khahlanong le likhoerekhoere e thehiloe holim'a li-polymers tse nang le metsi a tlaase a ho qhibiliha le ho fokola.Ka hona, hangata ba ka ba le khatello ea maikutlo ea mochini lits'ebetsong tsa biomedical.Ka hona, liphahlo tse thibelang likokoana-hloko tse tšoarellang ka mochini li lula e le phephetso bakeng sa lits'ebetso tse joalo ka li-implants tsa masapo (43, 44).Setšoantšo sa 4A (1) se bonts'a mefuta e 'meli e meholo ea khatello ea kelello e sebelisoang ho li-implants tsa masapo, ho kenyelletsa le ho phunya (khatello ea ho kuta) le ho hatella ka setšoantšo sa optical sa implant e senyehileng e hlahisoang ke forceps.Mohlala, ha screw e tiisitsoe ka screwdriver, kapa ha ngaka e tšoara lesapo ka thata ka li-tweezers 'me e sebelisa matla a matla, poleiti ea lesapo la polasetiki e tla senyeha ebe e mengoa sekala sa macro le micro/nano (Setšoantšo sa 4A, 2) .E le ho hlahloba hore na LOIS e entsoeng e ka mamella tšenyo ena nakong ea opereishene ea polasetiki, nanoindentation e ile ea etsoa ho bapisa boima ba substrate e se nang letho le LOIS ka tekanyo ea micro / nano ho ithuta thepa ea mechine ea micro / nano structure Impact (Setšoantšo 4B).Setšoantšo sa schematic se bontša mekhoa e fapaneng ea deformation ea LOIS ka lebaka la ho ba teng ha micro/nano structures.Lekhalo la ho falla ka matla le ile la huloa ho latela liphetho tsa nanoindentation (Setšoantšo sa 4C).Setšoantšo se seputsoa se emela substrate e se nang letho, e bontšang ho senyeha ho fokolang feela, joalokaha ho bonoa ke botebo bo boholo ba ho indentation ba 0.26-μm.Ka lehlakoreng le leng, ho eketseha ha butle-butle ha matla a nanoindentation le ho falla ho hlokometsoeng ho LOIS (mokokotlo o mofubelu) ho ka 'na ha bontša matšoao a ho fokotseha ha thepa ea mechine, e leng se etsang hore ho be le botebo ba nanoindentation ba 1.61μm.Lebaka ke hobane sebopeho sa micro / nano se teng ho LOIS se fana ka sebaka se tebileng sa tsoelo-pele bakeng sa ntlha ea nanoindenter, kahoo deformation ea eona e kholo ho feta ea substrate e se nang letho.Konsta-Gdoutos et al.(45) e lumela hore ka lebaka la ho ba teng ha li-nanostructures, nanoindentation le micro / nano roughness li lebisa ho li-curve tse sa tloaelehang tsa nanoindentation.Sebaka se nang le moriti se lumellana le sekhahla se sa tloaelehang sa deformation se hlahisoang ke nanostructure, ha sebaka se se nang moriti se amahanngoa le microstructure.Phetoho ena e ka senya microstructure / nanostructure ea lubricant e ts'oereng 'me ea ama ts'ebetso ea eona e khahlanong le litšila hampe.E le ho ithuta phello ea tšenyo ho LOIS, tšenyo e ke keng ea qojoa ea mehaho ea micro / nano e ile ea phetoa 'meleng nakong ea opereishene ea polasetiki.Ka ho sebelisa liteko tsa mali le liprotheine tsa ho khomarela, botsitso ba thepa ea anti-biofouling ea LOIS ka mor'a in vitro e ka khethoa (Setšoantšo sa 4D).Letoto la litšoantšo tsa optical le bontša tšenyo e etsahetseng haufi le masoba a substrate ka 'ngoe.Teko ea ho khomarela mali e ile ea etsoa ho bontša phello ea tšenyo ea mochine holim'a seaparo sa anti-biofouling (Setšoantšo sa 4E).Joalo ka SHP, thepa e thibelang litšila e lahlehile ka lebaka la tšenyo, 'me LOIS e bonts'a thepa e ntle ea ho thibela litšila ka ho leleka mali.Lebaka ke hore, hobane matla a holim'a metsi a tsamaisoa ke ketso ea capillary e koahelang sebaka se senyehileng, phallo ea lubricant ea microstructured e khutlisetsa thepa ea anti-fouling (35).Mokhoa o tšoanang o ile oa hlokomeloa tekong ea ho khomarela liprotheine ho sebelisoa albumin.Sebakeng se senyehileng, ho khomarela ha protheine holim'a SHP ho hlokomeloa ka ho pharaletseng, 'me ka ho lekanya sebaka sa sebaka sa eona, se ka lekanyetsoa e le halofo ea tekanyo ea ho khomarela ea substrate e se nang letho.Ka lehlakoreng le leng, LOIS e ile ea boloka thepa ea eona ea anti-biofouling ntle le ho baka ho khomarela (Setšoantšo sa 4, F le G).Ho phaella moo, bokaholimo ba screw hangata bo tlas'a khatello e matla ea mochine, joalo ka ho phunya, kahoo re ithutile bokhoni ba ho roala ha LOIS hore o lule o tiile holim'a screw in vitro.Setšoantšo sa 4H se bonts'a litšoantšo tsa optical tsa li-screw tse fapaneng, ho kenyeletsoa bare, SHP le LOIS.Rectangle e khubelu e emela sebaka se lebisitsoeng moo khatello e matla ea mechine e hlahang nakong ea ho kenngoa ha masapo.Ho tšoana le tlhahlobo ea protheine ea ho khomarela poleiti, microscope ea fluorescence e sebelisetsoa ho etsa setšoantšo sa protheine ea ho khomarela le ho lekanya sebaka sa tšireletso ho paka botšepehi ba seaparo sa LOIS, esita le tlas'a khatello e matla ea mochine (Setšoantšo sa 4, I le J).Li-screws tse entsoeng ka LOIS li bonts'a ts'ebetso e ntle ea ho thibela litšila, 'me hoo e ka bang ha ho na protheine e khomarelang holimo.Ka lehlakoreng le leng, ho khomarela liprotheine ho ile ha hlokomeloa ka li-screws tse se nang letho le li-screw tsa SHP, moo tšireletso ea sebaka sa SHP e neng e le karolo ea boraro ea li-screws tse se nang letho.Ho phaella moo, motsoako oa masapo o sebelisetsoang ho lokisa o tlameha ho ba matla ka mochine ho mamella khatello ea kelello e sebelisoang sebakeng sa fracture, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 4K.Ka hona, tlhahlobo ea ho khumama e ile ea etsoa ho fumana phello ea phetoho ea lik'hemik'hale ho thepa ea mochine.Ho phaella moo, sena se etsoa ho boloka khatello e tsitsitseng e tsoang ho implant.Sebelisa matla a emeng ho fihlela ho kenngoe ka botlalo 'me ho fumanoa sekhahla sa khatello ea maikutlo (Setšoantšo sa 4L, 1).Thepa e 'meli e kenyelletsang modulus ea Young le matla a flexural a bapisoa pakeng tsa li-bare le LOIS substrates e le lipontšo tsa matla a bona a mochine (Setšoantšo sa 4L, 2 le 3).Young's modulus e bontša bokhoni ba thepa ho mamella liphetoho tsa mechine.Modulus ea Mocha oa substrate ka 'ngoe ke 41.48±1.01 le 40.06±0.96 GPa, ka ho latellana;phapang e bonoang e ka ba 3.4%.Ntle le moo, ho tlalehoa hore matla a ho kobeha, a khethollang ho tiea ha thepa, ke 102.34±1.51 GPa bakeng sa substrate e se nang letho le 96.99±0.86 GPa bakeng sa SHP.The substrate e se nang letho e batla e le 5.3% holimo.Ho fokotseha ho fokolang ha thepa ea mochine ho ka bakoa ke phello ea notch.Ka phello ea "notch", "micro/nano roughness" e ka sebetsa joalo ka sete ea li-notch, e lebisang khatellong ea maikutlo ea lehae le ho ama sebopeho sa mochini o kentsoeng (46).Leha ho le joalo, ho itšetlehile ka taba ea hore ho thatafala ha lesapo la cortical ea motho ho tlalehoa hore ke pakeng tsa 7.4 le 31.6 GPa, 'me tekanyo ea LOIS modulus e feta ea cortical bone ea motho (47), LOIS e lekane ho tšehetsa fracture le kakaretso ea eona. thepa ea mechine e angoa hanyenyane ke phetoho ea holim'a metsi.
(A) Setšoantšo sa schematic sa (1) khatello ea mochine e sebelisoang ho kenngoa ha masapo nakong ea ts'ebetso, le (2) setšoantšo sa optical sa ho kenngoa ha masapo a senyehileng.(B) Setšoantšo sa schematic sa tekanyo ea thepa ea nano-mechanical ka nanoindentation le LOIS sebakeng se se nang letho.(C) Nanoindentation force-displacement curve ea sebaka se se nang letho le LOIS.(D) Ka mor'a liteko tsa in vitro, etsisa litšoantšo tsa optical tsa mefuta e fapaneng ea lipoleiti tsa masapo (sebaka se senyehileng se totobatsoa ka khutlonnetsepa e khubelu) ho etsisa khatello ea mochine e bakiloeng nakong ea ts'ebetso.(E) Teko ea ho khomarela mali le (F) teko ea ho khomarela liprotheine tsa sehlopha se senyehileng sa masapo a masapo.(G) Lekanya sebaka se koahetsoeng ke protheine e khomarelang poleiti.(H) Litšoantšo tsa mahlo tsa mefuta e fapaneng ea li-screw tsa masapo ka mor'a teko ea in vitro.(I) Teko ea ho khomarela liprotheine ho ithuta botšepehi ba liaparo tse fapaneng.(J) Lekanya sebaka se koahetsoeng ke protheine e khomarelang screw.(K) Motsamao wa mmutla o reretswe ho hlahisa kgatello e tsitsitseng lesapong le robehileng.(L) (1) Koba liphetho tsa liteko le litšoantšo tsa optical pele le ka mor'a ho kobeha.Phapang ho (2) modulus ea Young le (3) matla a ho kobeha pakeng tsa ho kenya le SHP.Lintlha li hlahisoa e le tse bolelang ± SD (*P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001 le ****P <0.0001).Setšoantšo se amohelehang: Kyomin Chae, Yonsei University.
Maemong a kliniki, ho kopana ha baktheria le lisebelisoa tsa tlhaho le libaka tsa maqeba ho tsoa ho li-biofilm tse holileng, tse holileng (48).Ka hona, Litsi tsa US bakeng sa Taolo le Thibelo ea Mafu li hakanya hore 65% ea tšoaetso eohle ea batho e amana le biofilms (49).Tabeng ena, hoa hlokahala ho fana ka moralo oa liteko oa in vivo o fanang ka sebopeho se sa fetoheng sa biofilm holim'a mochini o kentsoeng.Ka hona, re thehile mohlala oa ho robeha ha 'mutla oa botšehali ba' mmutla oo ho oona li-implants tsa masapo li neng li kenngoa pele ho ho emisoa ha baktheria 'me tsa kenngoa ka har'a matsoele a mmutla ho ithuta mekhoa e khahlanong le ho senya ea LOIS ka har'a vivo.Ka lebaka la lintlha tse tharo tsa bohlokoa tse latelang, tšoaetso ea baktheria e hlahisoa ke pele ho setso ho e-na le ente e tobileng ea ho emisoa ha baktheria: (i) Masole a 'mele a mebutla ka tlhaho a matla ho feta a batho;ka hona, ente ea ho emisoa ha baktheria le libaktheria tsa planktonic e ka khoneha Ha e na phello ho thehoeng ha li-biofilms.(Ii) Libaktheria tsa Planktonic li hlaseloa habonolo ke lithibela-mafu, 'me hangata lithibela-mafu li sebelisoa ka mor'a ho buuoa;qetellong, (iii) ho emisoa ha libaktheria tsa planktonic ho ka hlapolloa ke maro a 'mele oa phoofolo (50).Ka ho hlaolela ho kenngoa ha baktheria pele ho ho emisoa, re ka ithuta ka botlalo liphello tse kotsi tsa tšoaetso ea baktheria le karabelo ea 'mele osele (FBR) ts'ebetsong ea ho folisa masapo.Mebutla e ile ea etsoa sehlabelo libeke tse 4 ka mor'a ho kenngoa, hobane osseointegration ea bohlokoa bakeng sa mokhoa oa ho folisa masapo e tla phethoa nakong ea libeke tse 4.Ka mor'a moo, li-implants li ile tsa ntšoa ho mebutlanyana bakeng sa lithuto tse tlaase.Setšoantšo sa 5A se bontša mokhoa oa ho ata ha libaktheria.Ho kenngoa ha masapo a tšoaelitsoeng ho kenngoa 'meleng.Ka lebaka la ho kenngwa pele ho ho fanyehwa ha baktheria, meutlanyana e tsheletseng ho e tsheletseng e kentsweng ka di-implants tse hlobotseng e ile ya tshwaetswa, athe ha ho le e nngwe ya meutlanyana e kentsweng ka tshwaetso ya LOIS e ileng ya tshwaetswa.Tšoaetso ea baktheria e tsoela pele ka mehato e meraro, ho kenyelletsa kholo, kholo le ho hasana (51).Ntlha ea pele, libaktheria tse khomaretsoeng li ikatisa le ho hōla holim'a metsi, ebe libaktheria li etsa biofilm ha li ntša extracellular polymer (EPS), amyloid le extracellular DNA.Biofilm ha e sitise feela ho kenella ha lithibela-mafu, empa e boetse e khothalletsa ho bokella li-enzyme tse senyang lithibela-mafu (tse kang β-lactamase) (52).Qetellong, biofilm e jala libaktheria tse hōlileng ka har'a lisele tse potolohileng.Ka hona, tšoaetso e etsahala.Ho phaella moo, ha 'mele osele o kena' meleng, tšoaetso e ka bakang karabelo e matla ea 'mele ea ho itšireletsa mafung e ka baka ho ruruha ho matla, bohloko le ho fokotseha ha sesole sa' mele.Setšoantšo sa 5B se fana ka kakaretso ea FBR e bakoang ke ho kenngoa ha masapo a masapo, ho e-na le karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung e bakoang ke tšoaetso ea baktheria.Tsamaiso ea 'mele ea ho itšireletsa mafung e lemoha se kentsoeng e le' mele osele, ebe e etsa hore lisele le lisele li arabele ho koahela 'mele osele (53).Matsatsing a pele a FBR, ho ile ha thehoa matrix a phepelo holim'a li-implants tsa masapo, tse ileng tsa fella ka ho ata ha fibrinogen.Joale adsorbed fibrinogen e theha marang-rang a teteaneng haholo a fibrin, a khothalletsang ho khomarela leukocyte (54).Hang ha marang-rang a fibrin a thehoa, ho ruruha ho matla ho tla etsahala ka lebaka la ho kenngoa ha li-neutrophils.Ka mohato ona, mefuta e sa tšoaneng ea li-cytokine tse kang tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-4 (IL-4) le IL-β li lokolloa, 'me li-monocyte li qala ho kenella sebakeng sa ho kenngoa le ho arola lisele tse khōlōhali.Phage (41, 55, 56).Ho fokotsa FBR esale e le phephetso hobane FBR e feteletseng e ka baka ho ruruha ho matla le ho sa foleng, ho ka bakang mathata a bolaeang.Bakeng sa ho lekola tšusumetso ea tšoaetso ea baktheria liseleng tse potolohileng ho kenngoe ho se nang letho le LOIS, ho ile ha sebelisoa hematoxylin le eosin (H&E) le Masson trichrome (MT) staining.Bakeng sa meutlanyana e kentsoeng ka li-substrates tse se nang letho, tšoaetso e matla ea baktheria e ile ea tsoela pele, 'me li-slide tsa H & E tsa lithane li ne li bontša ka ho hlaka li-abscesses le necrosis e bakoang ke ho ruruha.Ka lehlakoreng le leng, sebaka se matla haholo sa anti-biofouling LOIS se thibela ho khomarela baktheria, kahoo ha e bontše matšoao a tšoaetso mme e fokotsa ho ruruha (Setšoantšo sa 5C).Liphello tsa MT staining li bontšitse mokhoa o tšoanang.Leha ho le joalo, MT staining e boetse e bontša edema ho mebutlanyana e kentsoeng ka LOIS, e bontšang hore ho hlaphoheloa ho haufi le ho etsahala (Figure 5D).E le ho ithuta tekanyo ea karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung, ho silafala ha immunohistochemical (IHC) ho ne ho etsoa ho sebelisoa li-cytokines TNF-α le IL-6 tse amanang le karabo ea' mele ea ho itšireletsa mafung.Ho kenngoa ha mpe ho hlobotseng ho neng ho sa pepesehe libaktheria ho ne ho bapisoa le LOIS e neng e pepesehetse libaktheria empa e sa tšoaetsoe ho ithuta mokhoa oa ho folisa ha ho se na tšoaetso ea baktheria.Setšoantšo sa 5E se bontša setšoantšo sa pono sa selaete sa IHC se hlahisang TNF-α.Sebaka se sootho se emela karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung, e bontšang hore karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung ho LOIS e fokotsehile hanyenyane.Ntle le moo, polelo ea IL-6 ho LOIS e ne e le tlase haholo ho feta polelo e mpe ea hlobotse e nyopa (Setšoantšo sa 5F).Polelo ea cytokine e ile ea lekanngoa ka ho lekanya sebaka sa "antibody staining" se lumellanang le cytokine (Setšoantšo sa 5G).Ha ho bapisoa le meutlanyana e pepeselitsoeng li-implants tse mpe, maemo a polelo ea mebutlanyana e kentsoeng ka LOIS a ne a le tlaase, a bontša phapang e utloahalang.Ho fokotseha ha polelo ea cytokine ho bonts'a hore thepa ea nako e telele, e tsitsitseng e khahlanong le litšila ea LOIS ha e amane feela le ho thibela tšoaetso ea baktheria, empa hape le ho fokotseha ha FBR, e bakoang ke macrophages e khomarelang substrate (53, 57 , 58).Ka hona, karabelo e fokotsehileng ea 'mele ea ho itšireletsa mafung ka lebaka la thepa ea ho qoba ho itšireletsa mafung ea LOIS e ka rarolla litlamorao ka mor'a ho kenngoa, joalo ka karabelo e feteletseng ea ho itšireletsa mafung kamora ho buuoa ka polasetiki.
aeDNA, DNA ea extracellular.(B) Setšoantšo sa moralo oa karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung ka mor'a ho kenngoa ha masapo a masapo.(C) H & E staining le (D) MT staining ea li-tissue tse pota-potileng tsa li-implants tsa masapo tse nang le tse ntle le LOIS.IHC ea li-cytokine tse amanang le 'mele (E) TNF-α le (F) IL-6 ke litšoantšo tse silafetseng tsa mebutlanyana e hlobotseng le e kentsoeng ka LOIS.(G) Palo ea polelo ea cytokine ka tekanyo ea sebaka sa tšireletso (** P <0.01).
The biocompatibility ea LOIS le phello ea eona ts'ebetsong ea pholiso ea masapo e ile ea hlahlojoa ka vivo ho sebelisoa litšoantšo tsa ho hlahloba [x-ray le micro-computed tomography (CT)] le osteoclast IHC.Setšoantšo sa 6A se bontša mokhoa oa ho folisa masapo o amanang le mekhahlelo e meraro e fapaneng: ho ruruha, ho lokisa le ho nchafatsa.Ha ho robeha ho etsahala, lisele tsa ho ruruha le li-fibroblasts li tla kenella ka har'a lesapo le robehileng 'me li qale ho hōla ho ba lisele tsa vascular.Nakong ea mohato oa ho lokisa, ho kenella ha lisele tsa methapo ho ata haufi le sebaka sa ho robeha.Lisele tsa mesifa li fana ka limatlafatsi bakeng sa ho thehoa ha lesapo le lecha, le bitsoang callus.Mohato oa ho qetela oa mokhoa oa ho folisa lesapo ke mohato oa ho tsosolosa, oo boholo ba callus bo fokotsoang ho ea boholo ba lesapo le tloaelehileng ka thuso ea ho eketseha ha boemo ba li-osteoclasts tse entsoeng (59).Ho tsosolosoa ha likarolo tse tharo (3D) tsa sebaka sa ho robeha ho ile ha etsoa ho sebelisoa li-micro-CT scans ho bona phapang ea boemo ba ho thehoa ha callus sehlopheng ka seng.Ela hloko karolo ea sefapano sa femur ho bona botenya ba callus e potolohileng lesapo le robehileng (Setšoantšo sa 6, B le C).Li-X-rays li ne li boetse li sebelisetsoa ho hlahloba libaka tsa fracture tsa lihlopha tsohle beke le beke ho boloka mekhoa e fapaneng ea ho tsosolosoa ha masapo sehlopheng ka seng (Setšoantšo sa S9).Callus le masapo a hōlileng tsebong a bontšoa ka boputsoa / botala le lenaka la tlou, ka ho latellana.Li-tissue tse ngata tse bonolo li tlhotluoa ka mokhoa o behiloeng esale pele.Nude positive le SHP e netefalitse ho thehoa ha palo e nyane ea callus ho potoloha sebaka sa fracture.Ka lehlakoreng le leng, ntho e mpe e pepeneneng ea LOIS le sebaka sa fracture se pota-potiloe ke callus e teteaneng.Litšoantšo tsa Micro-CT li bontšitse hore ho thehoa ha callus ho ne ho sitisoa ke tšoaetso ea baktheria le ho ruruha ho amanang le tšoaetso.Lebaka ke hobane sesole sa 'mele se etelletsa pele pholiso ea likotsi tsa septic tse bakoang ke ho ruruha ho amanang le ts'oaetso, ho fapana le ho hlaphoheloa ha masapo (60).IHC le Tartrate-resistant Acid Phosphatase (TRAP) staining li ile tsa etsoa ho shebella mosebetsi oa osteoclast le ho tsosolosoa ha masapo (Setšoantšo sa 6D) (61).Ke li-osteoclasts tse 'maloa feela tse kentsoeng ka pherese tse pherese tse fumanoeng ka ntle le SHP.Ka lehlakoreng le leng, li-osteoclast tse ngata tse kentsoeng li ile tsa bonoa haufi le masapo a hlobotseng le a holileng a LOIS.Ketsahalo ena e bontša hore ka pel'a li-osteoclasts, mohala o pota-potileng sebaka sa fracture o ntse o etsoa ka mokhoa o mabifi oa ho lokisa (62).Bophahamo ba lesapo le sebaka sa polelo ea osteoclast ea callus e ne e lekantsoe ho bapisa boemo ba sebopeho sa callus ho potoloha sebaka sa fracture ka lihlopha tsohle, e le ho lekanya liphetho tsa micro-CT scan le IHC (Setšoantšo sa 6E, 1 le 2).Joalokaha ho lebeletsoe, li-negative tse hlobotseng le sebopeho sa callus ho LOIS li ne li phahame haholo ho feta lihlopha tse ling, tse bontšang hore ho tsosolosoa ha masapo ho ile ha etsahala (63).Setšoantšo sa S10 se bonts'a setšoantšo sa optical sa sebaka sa ho buoa, sephetho se silafatsang sa MT sa lesela le bokelletsoeng haufi le screw, le sephetho sa litšila sa TRAP se totobatsang sebopeho sa screw-bone.Ka har'a substrate e se nang letho, sebopeho se matla sa callus le fibrosis se ile sa hlokomeloa, ha ho kenngoa ha LOIS-phekolo e ne e bontša sebaka se batlang se sa khomarele.Ka mokhoa o ts'oanang, ha ho bapisoa le li-negative tse hlobotseng, fibrosis e tlase e ile ea bonoa ho mebutlanyana e kentsoeng ka LOIS, joalo ka ha ho bontšoa ke metsu e tšoeu.Ho phaella moo, edema e tiileng (motsu o moputsoa) e ka bakoa ke thepa ea ho qoba ho itšireletsa mafung ea LOIS, kahoo e fokotsa ho ruruha ho matla.Sebaka se se nang thupa se pota-potileng ho kenngoa le ho fokotseha ha fibrosis se fana ka maikutlo a hore mokhoa oa ho tlosa o bonolo, oo hangata o fellang ka ho robeha ho hong kapa ho ruruha.Ts'ebetso ea ho folisa lesapo ka mor'a ho tlosoa ha screw e ile ea hlahlojoa ke ts'ebetso ea osteoclast ho interface ea screw-bone.Ka bobeli lesapo le se nang letho le sebopeho sa ho kenngoa ha LOIS li ile tsa monya maemo a tšoanang a li-osteoclasts ho ntšetsa pele pholiso ea lesapo, ho bonts'a hore ho roala ha LOIS ha ho na phello e mpe pholisong ea masapo kapa karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung.E le ho netefatsa hore phetoho ea holim'a metsi e entsoeng ka LOIS ha e kena-kenane le mokhoa oa ho folisa masapo, tlhahlobo ea X-ray e ne e sebelisetsoa ho bapisa pholiso ea masapo a mebutlanyana e nang le li-ion tse mpe tse pepesehileng le libeke tsa 6 tsa ho kenngoa ha LOIS (Setšoantšo sa 6F).Liphello li bontšitse hore ha li bapisoa le sehlopha se se nang tšoaetso se hlobotseng, LOIS e bontšitse tekanyo e tšoanang ea pholiso ea masapo, 'me ho ne ho se na matšoao a hlakileng a ho robeha (mohala o tsoelang pele oa osteolysis) lihlopheng tsena ka bobeli.
(A) Setšoantšo sa moralo oa mokhoa oa ho folisa masapo ka mor'a ho robeha.(B) Phapang ka tekanyo ea sebopeho sa callus ea sehlopha se seng le se seng sa bokaholimo le (C) setšoantšo sa sefapano sa sebaka sa fracture.(D) TRAP staining ho bona ka mahlo a kelello mosebetsi oa osteoclast le resorption ea masapo.Ho itšetlehile ka mosebetsi oa TRAP, ho thehoa ha callus e ka ntle ea cortical bone e ile ea hlahlojoa ka bongata ke (E) (1) micro-CT le (2) mosebetsi oa osteoclast.(F) Libeke tse 6 ka mor'a ho kenngoa, litšoantšo tsa X-ray tsa lesapo le robehileng la ntho e mpe e pepeneneng (e totobalitsoeng ke rectangle e khubelu e nang le marotholi) le LOIS (e totobalitsoeng ke khutlontsi e putsoa ea dashed).Tlhahlobo ea lipalo-palo e entsoe ka mokhoa o le mong oa tlhahlobo ea phapang (ANOVA).* P <0.05.** P <0.01.
Ka bokhutšoanyane, LOIS e fana ka mofuta o mocha oa leano la ts'oaetso ea antibacterial le ho roala ha 'mele oa ho itšireletsa mafung bakeng sa li-implants tsa masapo.Li-implants tse tloaelehileng tsa masapo tse nang le ts'ebetso ea SHP li bonts'a thepa ea nako e khuts'oane ea anti-biofouling, empa ha e khone ho boloka thepa ea eona nako e telele.The superhydrophobicity ea substrate e tšoasa li-bubble tsa moea pakeng tsa baktheria le substrate, ka tsela eo e etsa lipokotho tsa moea, kahoo e thibela tšoaetso ea baktheria.Leha ho le joalo, ka lebaka la ho hasana ha moea, lipokotho tsena tsa moea li ntšoa habonolo.Ka lehlakoreng le leng, LOIS e pakile hantle bokhoni ba eona ba ho thibela mafu a amanang le biofilm.Ka hona, ka lebaka la thepa e khahlanong le ho lahla ea lera la lubricant le kenngoa ka holim'a sebopeho sa micro / nano, ho ruruha ho amanang le tšoaetso ho ka thibeloa.Mekhoa e fapaneng ea ho khetholla ho kenyelletsa SEM, AFM, XPS le litekanyo tsa CA li sebelisoa ho ntlafatsa maemo a tlhahiso ea LOIS.Ntle le moo, LOIS e ka boela ea sebelisoa ho lisebelisoa tse fapaneng tsa baeloji tse sebelisoang hangata lisebelisoa tsa ho lokisa masapo, joalo ka PLGA, Ti, PE, POM le PPSU.Joale, LOIS e ile ea lekoa in vitro ho paka thepa ea eona ea anti-biofouling khahlano le libaktheria le lintho tsa tlhaho tse amanang le karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung.Liphetho li bonts'a hore e na le litlamorao tse ntle tsa antibacterial le anti-biofouling ha li bapisoa le ho kenngoe ho se nang letho.Ho phaella moo, LOIS e bontša matla a mochine esita le ka mor'a ho sebelisa khatello ea kelello ea mochine, e ke keng ea qojoa ho buuoa ka polasetiki.Ka lebaka la mekhoa ea ho ipholisa ea mafura holim'a sebopeho sa micro / nano, LOIS e atlehile ho boloka thepa ea eona e khahlanong le likokoana-hloko.Bakeng sa ho ithuta ka biocompatibility le antibacterial properties tsa LOIS in vivo, LOIS e ile ea kenngoa ka har'a femur ea mmutla bakeng sa libeke tse 4.Ha ho ts'oaetso ea baktheria e ileng ea bonoa ho mebutlanyana e kentsoeng ka LOIS.Ho phaella moo, tšebeliso ea IHC e bontšitse boemo bo fokotsehileng ba karabelo ea 'mele ea ho itšireletsa mafung, e bontšang hore LOIS ha e thibele mokhoa oa ho folisa masapo.LOIS e bonts'a thepa e ntle haholo ea ho thibela likokoana-hloko le ho qoba ho itšireletsa mafung, 'me e ipakile e thibela ka katleho sebopeho sa biofilm pele le nakong ea opereishene ea masapo, haholo-holo bakeng sa motsoako oa masapo.Ka ho sebelisa mohlala oa lesapo la mmutla oa ho ruruha ha femoral fracture, phello ea tšoaetso e amanang le biofilm ka mokhoa oa ho folisa masapo o susumelitsoeng ke li-implants tse kentsoeng pele li ile tsa ithutoa ka botebo.E le thuto ea nakong e tlang, ho hlokahala mohlala o mocha oa vivo ho ithuta mafu a ka bang teng ka mor'a ho kenngoa ho utloisisa ka botlalo le ho thibela mafu a amanang le biofilm nakong eohle ea pholiso.Ho phaella moo, osteoinduction e ntse e le phephetso e sa rarolloang ho kopanngoa le LOIS.Ho hlokahala lipatlisiso tse ling ho kopanya ho khetha ho khomarela lisele tsa osteoinductive kapa meriana e nchafatsang le LOIS ho hlola phephetso.Ka kakaretso, LOIS e emela sepakapaka se ts'episang sa masapo a masapo se nang le matla a mochini le thepa e ntle ea anti-biofouling, e ka fokotsang SSI le litlamorao tsa 'mele oa ho itšireletsa mafung.
Hlatsoa 15mm x 15mm x 1mm 304 SS substrate (Dong Kang M-Tech Co., Korea) ka acetone, EtOH le DI metsi ka metsotso e 15 ho tlosa litšila.E le ho theha sebopeho sa boemo ba micro / nano-level holim'a metsi, substrate e hloekisitsoeng e qoelisoa ka 48% ho 51% ea tharollo ea HF (DUKSAN Corp., Korea Boroa) ka 50 ° C.Nako ea ho qeta nako e fapana ho tloha ho metsotso e 0 ho isa ho e 60.Joale, substrate e entsoeng e ile ea hloekisoa ka metsi a hloekisitsoeng 'me ea kenngoa ka tharollo ea 65% ea HNO3 (Korea DUKSAN Corp.) ka 50 ° C ka metsotso e 30 ho etsa chromium oxide passivation layer holim'a metsi.Ka mor'a passivation, substrate e hlatsuoa ka metsi a deionized 'me e omisitsoe ho fumana substrate e nang le mohaho o nang le lera.Ka mor'a moo, substrate e ile ea pepesetsoa plasma ea oksijene (100 W, metsotso e 3), 'me hang-hang ea qoelisoa ka tharollo ea 8.88 mm POTS (Sigma-Aldrich, Jeremane) ka toluene mocheso oa kamore bakeng sa lihora tse 12.Joale, substrate e koahetsoeng ka POTS e ile ea hloekisoa ka EtOH, 'me ea kenngoa ka 150 ° C ka lihora tse 2 ho fumana POTS SAM e teteaneng.Ka mor'a ho roala ha SAM, ho ile ha thehoa lesela la lubricant holim'a substrate ka ho sebelisa setlolo sa perfluoropolyether (Krytox 101; DuPont, USA) se nang le molumo oa ho laela oa 20 μm / cm 2. Pele o sebelisoa, hloekisa lubricant ka filthara ea 0.2 micron.Tlosa lubricant e feteletseng ka ho sekama ka lehlakoreng la 45° metsotso e 15.Mokhoa o ts'oanang oa tlhahiso o ile oa sebelisoa bakeng sa li-implants tsa masapo tse entsoeng ka 304 SS (poleiti ea ho notlela le sekoti sa cortical locking; Dong Kang M-Tech Co., Korea).Li-implants tsohle tsa masapo li etselitsoe ho lumellana le geometry ea 'mutla oa 'mutla.
Morphology ea holim'a substrate le li-implants tsa masapo li ile tsa hlahlojoa ke SEM emission ea masimo (Hlahloba F50, FEI, USA) le AFM (XE-100, Park Systems, Korea Boroa).Bokaholimo ba bokaholimo (Ra, Rq) bo lekantsoe ka ho atisa sebaka sa 20 μm ka 20 μm (n=4).Lenaneo la XPS (PHI 5000 VersaProbe, ULVAC PHI, Japan) le nang le mohloli oa Al Kα X-ray le boholo ba letheba la 100μm2 le ile la sebelisoa ho hlahloba sebopeho sa lik'hemik'hale tse holim'a metsi.Sistimi ea tekanyo ea CA e nang le kh'amera e matla ea ho nka litšoantšo (SmartDrop, FEMTOBIOMED, ​​Korea Boroa) e ile ea sebelisoa ho lekanya mokelikeli oa CA le SA.Bakeng sa tekanyo e 'ngoe le e' ngoe, 6 ho 10 μl ea marotholi (metsi a ntšitsoeng, mali a lipere, EG, 30% ethanol, le HD) a behoa holim'a metsi ho lekanya CA.Ha sekhahla sa tšekamelo ea substrate se eketseha ka lebelo la 2 ° / s (n = 4), SA e lekanngoa ha lerotholi le oela.
Pseudomonas aeruginosa [American Type Culture Collection (ATCC) 27853] le MRSA (ATCC 25923) li ile tsa rekoa ho tloha ATCC (Manassas, Virginia, USA), ’me setso sa setoko se ile sa bolokoa ho -80°C.Pele o sebelisoa, setso se leqhoa se ne se kenngoa ka har'a moro oa soya oa trypsin-thawed (Komed, Korea) ka 37 ° C ka lihora tse 18 ebe o fetisetsoa habeli ho o kenya tšebetsong.Ka mor'a ho kenngoa, setso se ne se le centrifuged ho 10,000 rpm bakeng sa metsotso ea 10 ho 4 ° C mme e hlatsuoa habeli ka tharollo ea PBS (pH 7.3).Setso sa centrifuged ebe se kenngoa ka har'a lipoleiti tsa mali agar (BAP).MRSA le Pseudomonas aeruginosa li ile tsa lokisoa ka bosiu bo le bong 'me tsa lengoa moro oa Luria-Bertani.Khatello ea Pseudomonas aeruginosa le MRSA ka har'a inoculum e ile ea khethoa ka bongata ke CFU ea ho emisoa ha serial dilutions ho agar.Ebe, fetola bongata ba baktheria ho 0.5 McFarland standard, e lekanang le 108 CFU/ml.Ebe o hlapolla ho emisoa ha baktheria ka makhetlo a 100 ho isa ho 106 CFU/ml.Ho hlahloba thepa ea antibacterial adhesion, substrate e ile ea hloekisoa ho 121 ° C metsotso e 15 pele e sebelisoa.Joale substrate e fetisetsoa ho 25 ml ea ho emisoa ha baktheria 'me e kenngoa ho 37 ° C ka ho sisinyeha ho matla (200 rpm) bakeng sa lihora tse 12 le tse 72.Ka mor'a ho qhoqhoa, substrate e 'ngoe le e' ngoe e ile ea ntšoa ka har'a mochine 'me ea hlatsuoa ka makhetlo a 3 ka PBS ho tlosa libaktheria leha e le life tse phaphametseng holim'a metsi.E le ho shebella biofilm ho substrate, biofilm e ne e tsitsitsoe ka methanol 'me e silafalitsoe ka 1 ml ea crimidine orange ka metsotso e 2.Eaba microscope ea fluorescence (BX51TR, Olympus, Japan) e sebelisoa ho nka litšoantšo tsa biofilm e litšila.E le ho lekanya biofilm ka substrate, lisele tse khomaretsoeng li ne li arohane le substrate ka mokhoa oa bead vortex, o neng o nkoa e le mokhoa o loketseng ka ho fetisisa oa ho tlosa libaktheria tse khomaretsoeng (n = 4).U sebelisa li-forceps tse sa hloekang, tlosa substrate sebakeng sa ho hola 'me u tlanye poleiti ea seliba ho tlosa metsi a mangata.Lisele tse khomaretsoeng ka mokhoa o hlephileng li ile tsa tlosoa ka ho hlatsuoa habeli ka PBS e hloekisitsoeng.Karolo e 'ngoe le e' ngoe e ile ea fetisetsoa ho tube e hloekisitsoeng ea teko e nang le 9 ml ea 0.1% ea protheine ept saline (PSW) le 2 g ea lifaha tsa khalase tse 20 ho isa ho tse 25 tse hloekisitsoeng (ka bophara ba 0.4 ho 0.5 mm).Ka nako eo e ne e vortexed bakeng sa metsotso e 3 ho detach lisele tse ho tloha sampole.Kamora ho ts'oaroa, ho emisoa ho ile ha hlakolloa ka makhetlo a 10 ka 0.1% PSW, mme 0.1 ml ea dilution ka 'ngoe e ile ea kenngoa ho BAP.Ka mor'a lihora tse 24 tsa incubation ho 37 ° C, CFU e ile ea baloa ka letsoho.
Bakeng sa lisele, mouse fibroblasts NIH / 3T3 (CRL-1658; American ATCC) le mouse macrophages RAW 264.7 (TIB-71; American ATCC) e ne e sebelisoa.Sebelisa Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM; LM001-05, Welgene, Korea) ho culture mouse fibroblasts le tlatsetso ka 10% namane serum (S103-01, Welgene) le 1% penicillin-streptomycin (PS ; LS202-02, Welgene (Welgene) Sebelisa DMEM ho macrophages ea setso, e tlatsitsoeng ka 10% fetal bovine serum (S001-01, Welgene) le 1% PS Beha karoloana ka har'a poleiti ea setso sa seliba tse tšeletseng , 'Me u ente lisele tse 105 / cm2. Lisele li ne li kenngoa ka bosiu bo le bong ho 37 ° C le 5% CO2 Bakeng sa ho silafatsa lisele, lisele li ne li tsitsitsoe ka 4% paraformaldehyde bakeng sa metsotso ea 20 'me li behoa ka 0.5% Triton X Incubate ka metsotso ea 5 ho -100 ka 37 ° C bakeng sa metsotso e 30 Ka mor'a ts'ebetso ea ho incubation, sebelisa substrate e nang le 4′,6-diamino-2-phenylindole (H -1200, Vector Laboratories, UK) VECTASHIELD fixation medium (n = 4 ka selefouno). , fluorescein, fluorescein isothiocyanate-albumin (A9771, Sigma-Aldrich, Germany) le plasma ea motho The Alexa Fluor 488-conjugated fibrinogen (F13191, Invitrogen, USA) e ile ea qhaloa ka PBS (10 mM, pH 7.4).Likhakanyo tsa albin le fibrinogen e ne e le 1 le 150 μg / ml, ka ho latellana.Ka mor'a substrate Pele u qoelisoa ka har'a motsoako oa protheine, li hlatsoe ka PBS ho tsosolosa bokaholimo.Ebe u qoelisa li-substrates tsohle ka poleiti ea liliba tse tšeletseng tse nang le tharollo ea protheine 'me u e kene ka 37 ° C metsotso e 30 le 90.Ka mor'a ho kenngoa, The substrate e ile ea tlosoa ka tharollo ea protheine, e hlatsuoa ka bonolo le PBS ka linako tse 3, 'me e tsitsitsoe ka 4% paraformaldehyde (n = 4 bakeng sa protheine e' ngoe le e 'ngoe).Bakeng sa k'halsiamo, sodium chloride (0.21 M) le potassium phosphate (3.77 mM) ) E ile ea qhibiliha ka metsing a hloekisitsoeng.PH ea tharollo e fetotsoe ho 2.0 ka ho eketsa tharollo ea hydrochloride (1M).Joale calcium chloride (5.62 mM) e ile ea qhaloa ka tharollo.Ka ho eketsa 1M tris(hydroxymethyl) -amino Methane e fetola pH ea tharollo ho 7.4.Kenya li-substrates tsohle ka poleiti ea liliba tse tšeletseng e tlatsitsoeng ka tharollo ea 1.5× calcium phosphate ebe o e ntša ka mor'a metsotso e 30.Bakeng sa ho silafatsa, 2 g Alizarin Red S (CI 58005) Kopanya le 100 ml ea metsi a deionized.Ebe, sebelisa 10% ammonium hydroxide ho fetola pH ho 4. Daya substrate ka tharollo ea Alizarin Red bakeng sa metsotso ea 5, ebe o sisinya dae e feteletseng le blot.Ka mor'a ts'ebetso ea ho sisinyeha, tlosa substrate.Thepa e felloa ke metsi, ebe e qoelisoa ka acetone ka metsotso ea 5, ebe e qoelisoa ka tharollo ea acetone-xylene (1: 1) metsotso ea 5, 'me qetellong e hlatsuoa ka xylene (n = 4).Ho sebelisoa microscope ea Fluorescence (Axio Imager) e nang le × 10 le ×20 target lenses..A2m, Zeiss, Jeremane) litšoantšo tsohle tse tlase.ImageJ/FIJI (https://imagej.nih.gov/ij/) e ne e sebelisetsoa ho lekanya lintlha tsa ho khomarela tsa lintho tsa tlhaho sehlopheng ka seng sa libaka tse 'nè tse fapaneng tsa litšoantšo.Fetolela litšoantšo tsohle ho litšoantšo tsa binary tse nang le menyako e tsitsitseng bakeng sa papiso ea substrate.
Ho ile ha sebelisoa microscope ea Zeiss LSM 700 ho lekola botsitso ba lera la lubricant ho PBS ka mokhoa oa ho bonahatsa.Sampole ea khalase e tlotsitsoeng ea SAM e thehiloeng ho fluorine e nang le lera la ho tlotsa e kentsoeng e ile ea qoelisoa ka har'a tharollo ea PBS, 'me ea lekoa ho sebelisoa orbital shaker (SHO-1D; Daihan Scientific, Korea Boroa) tlas'a maemo a sisinyehang a fokolang (120 rpm).Ebe u nka sampole 'me u hlokomele tahlehelo ea lubricant ka ho lekanya tahlehelo ea khanya e bonts'itsoeng.Ho fumana litšoantšo tsa fluorescence ka mokhoa oa ho bonahatsa, sampole e pepesetsoa laser ea 633 nm ebe e bokelloa, hobane leseli le tla bonts'oa morao ho tsoa sampole.Mehlala e ile ea lekanyetsoa ka nako ea lihora tse 0, 30, 60 le 120.
E le ho fumana tšusumetso ea ts'ebetso ea phetoho ea holim'a thepa ea nanomechanical ea li-implants tsa masapo, nanoindenter (TI 950 TriboIndenter, Hysitron, USA) e nang le ntlha e nang le mahlakore a mararo e nang le piramite e nang le sebōpeho sa daemane ea Berkovich e ne e sebelisetsoa ho lekanya nanoindenedione.Boima ba tlhōrō ke 10 mN 'me sebaka ke 100μmx 100μm.Bakeng sa litekanyo tsohle, nako ea ho laela le ho laolla ke 10 s, 'me nako ea ho ts'oara tlas'a tlhōrō ea indentation load ke 2 s.Nka litekanyo ho tsoa libakeng tse hlano tse fapaneng 'me u nke karolelano.E le ho hlahloba ts'ebetso ea matla a mochine tlas'a mojaro, ho ile ha etsoa tlhahlobo e fapaneng ea lintlha tse tharo ho sebelisoa mochine oa tlhahlobo ea bokahohle (Instron 5966, Instron, USA).Substrate e hatelloa ka lebelo le tsitsitseng la 10 N / s ka mojaro o eketsehileng.Lenaneo la software la Bluehill Universal (n = 3) le ne le sebelisetsoa ho bala modulus ea flexural le khatello e phahameng ea khatello ea maikutlo.
E le ho etsisa ts'ebetso ea ts'ebetso le tšenyo e amanang le mochine e bakiloeng nakong ea ts'ebetso, ts'ebetso ea ts'ebetso e ile ea etsoa in vitro.Li-femur li ile tsa bokelloa ho tsoa ho meutlanyana e tšoeu ea New Zealand e bolailoeng.Femur e ile ea hloekisoa 'me ea behoa ka 4% paraformaldehyde bakeng sa beke e le' ngoe.Joalokaha ho hlalositsoe mokhoeng oa liteko tsa liphoofolo, femur e tsitsitseng e ile ea buuoa.Ka mor'a ts'ebetso, ho kenngoa ha masapo ho ile ha qoelisoa maling (mali a pere, KISAN, Korea) bakeng sa 10 s ho netefatsa hore na ho khomarela mali ho etsahetse ka mor'a hore ho sebelisoe kotsi ea mochine (n = 3).
Kakaretso ea mebutla e mesoeu e tona e 24 ea New Zealand (boima ba 3.0 ho isa ho 3.5kg, karolelano ea lilemo tsa likhoeli tse 6) e arotsoe ka lihlopha tse 'nè: tse hlobotseng, tse hlobotseng, SHP le LOIS.Mekhoa eohle e amanang le liphoofolo e ne e etsoa ho latela litekanyetso tsa boitšoaro tsa Komiti ea Tlhokomelo ea Liphoofolo le Tšebeliso ea Setsi (IACUC e amohelehile, KOREA-2017-0159).Thepa ea masapo e na le poleiti ea ho notlela e nang le masoba a mahlano (bolelele ba 41 mm, bophara ba 7 mm le botenya ba 2 mm) le li-screws tsa cortical (bolelele ba 12 mm, bophara ba 2.7 mm) bakeng sa ho lokisa fracture.Ntle le lipoleiti le li-screws tse sebelisoang sehlopheng se se nang letho, lipoleiti tsohle le li-screw li ile tsa kenngoa ho MRSA suspension (106 CFU/ml) bakeng sa lihora tse 12.Sehlopha se hlobotseng-negative (n = 6) se ne se tšoaroa ka li-implants tse hlobotseng holim'a metsi ntle le ho pepesehela ho emisoa ha baktheria, e le taolo e mpe ea tšoaetso.Sehlopha se se nang letho (n = 6) se ile sa phekoloa ka ho kenngoa ka holim'a metsi ho pepesehetse libaktheria e le taolo e ntle ea tšoaetso.Sehlopha sa SHP (n = 6) se ile sa phekoloa ka li-implants tsa SHP tse pepesitsoeng ke baktheria.Qetellong, sehlopha sa LOIS se ile sa phekoloa ka li-implants tsa LOIS tse pepesitsoeng ke baktheria (n = 6).Liphoofolo tsohle li bolokoa ka sekoting, 'me ho fanoa ka lijo tse ngata le metsi.Pele ho ts'ebetso, mebutlanyana e ne e itima lijo ka lihora tse 12.Liphoofolo li ne li e-na le anesthetized ka ente ea intramuscular ea xylazine (5mg / kg) le ente ea intravenous ea paclitaxel (3mg / kg) bakeng sa ho kenngoa.Ka mor'a moo, fana ka 2% isoflurane le 50% ho 70% ea oksijene ea bongaka (sekhahla sa phallo ea 2 L / min) ka mokhoa oa ho hema ho boloka anesthesia.E kenngoa ka mokhoa o tobileng ho lateral femur.Ka mor'a ho tlosoa ha moriri le ho thibela likokoana-hloko tsa povidone-iodine letlalong, ho ile ha etsoa lekhalo le ka bang bolelele ba 6 cm ka ntle ho lets'oao le bohareng le letšehali.Ka ho bula lekhalo pakeng tsa mesifa e koahetseng femur, femur e pepesitsoe ka ho feletseng.Beha poleiti ka pel'a femoral shaft 'me u e lokise ka li-screws tse' nè.Ka mor'a ho lokisa, sebelisa lehare la saw (1 limilimithara tse teteaneng) ho etsa fracture ka maiketsetso sebakeng se pakeng tsa lesoba la bobeli le lesoba la bone.Qetellong ea opereishene, leqeba le ne le hlatsuoa ka letsoai 'me le koaloa ka sutures.Mmutla o mong le o mong o ne o entoa ka tlase ho letlalo ka enrofloxacin (5 mg/kg) e hlapolotsoeng karolo ea boraro ea letsoai.Li-X-ray tsa postoperative tsa femur li ile tsa nkoa liphoofolong tsohle (0, 7, 14, 21, 28, le matsatsi a 42) ho tiisa hore osteotomy ea lesapo.Kamora 'anesthesia e tebileng, liphoofolo tsohle li ile tsa bolaoa ke intravenous KCl (2 mmol/kg) matsatsing a 28 le a 42.Ka mor'a ho bolaoa, femur e ile ea hlahlojoa ke micro-CT ho shebella le ho bapisa mokhoa oa ho folisa masapo le ho thehoa ha masapo pakeng tsa lihlopha tse 'nè.
Ka mor'a ho bolaoa, lisele tse bonolo tse neng li amana ka ho toba le li-implants tsa masapo li ile tsa bokelloa.Lithane li ne li tsitsitse ka 10% e sa nke lehlakore e buffered formalin ka bosiu bo le bong ebe e felloa ke metsi ho EtOH.Sehlahisoa se senyehileng se ne se kenngoa ka parafine 'me se arotsoe ka botenya ba 40 μm ho sebelisa microtome (400CS; EXAKT, Jeremane).E le ho bona tšoaetso ka mahlo a kelello, ho etsoa ha H & E staining le MT staining.E le ho hlahloba karabo ea moeti, lesela le arohaneng le ne le kenngoa ka mmutla anti-TNF-α primary antibody (AB6671, Abcam, USA) le mmutla anti-IL-6 (AB6672; Abcam, USA), ebe e phekoloa ka horseradish.Oxidase.Sebelisa tsamaiso ea litšila ea avidin-biotin complex (ABC) likarolong ho latela litaelo tsa moetsi.E le hore e hlahe e le sehlahisoa sa karabelo e sootho, 3,3-diaminobenzidine e ne e sebelisoa likarolong tsohle.Sekena sa di-slide tsa dijithale (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, Hungary) se ile sa sebelisoa ho bona lilae tsohle ka mahlo a kelello, 'me bonyane li-substrate tse 'nè sehlopheng ka seng li ile tsa hlahlojoa ke software ea ImageJ.
Litšoantšo tsa X-ray li ile tsa nkoa liphoofolong tsohle ka mor'a ho buuoa le beke e 'ngoe le e 'ngoe ho shebella pholiso ea fracture (n = 6 ka sehlopha).Ka mor'a ho bolaoa, micro-CT e phahameng e ne e sebelisetsoa ho bala ho thehoa ha callus ho pota-pota ka mor'a ho folisa.Femur e fumanoeng e ile ea hloekisoa, ea kenngoa ka 4% paraformaldehyde ka matsatsi a 3, 'me ea felloa ke metsi ka 75% ea ethanol.Ka mor'a moo, masapo a se nang metsi a ile a hlahlojoa ka ho sebelisa micro-CT (SkyScan 1173, Brooke Micro-CT, Kandy, Belgium) ho hlahisa litšoantšo tsa 3D voxel (2240 ​​× 2240 pixels) tsa sampuli ea masapo.Sebelisa 1.0 mm Al filter ho fokotsa lerata la lets'oao le ho sebelisa tharollo e phahameng ho liskena tsohle (E = 133 kVp, I = 60 μA, nako ea ho kopanya = 500 ms).Nrecon software (mofuta oa 1.6.9.8, Bruker microCT, Kontich, Belgium) e ile ea sebelisoa ho hlahisa molumo oa 3D oa sampuli e hlahlojoang ho tsoa ho 2D lateral projection e fumanoeng.Bakeng sa tlhahlobo, setšoantšo se tsosolositsoeng sa 3D se arotsoe ka li-cubes tse 10mm×10mm×10mm ho latela sebaka sa ho robeha.Bala callus ka ntle ho cortical bone.DataViewer (mofuta oa 1.5.1.2; Bruker microCT, Kontich, Belgium) software e ne e sebelisetsoa ho tsamaisa mochine oa masapo a hlahlojoang ka digitally, 'me software ea CT-Analyzer (version 1.14.4.1; Bruker microCT, Kontich, Belgium) bakeng sa tlhahlobo.Li-coefficients tse amanang le x-ray tse kenang masapong a hōlileng le callus li khetholloa ka bongata ba tsona, ebe molumo oa callus o lekanngoa (n = 4).E le ho netefatsa hore biocompatibility ea LOIS ha e liehe mokhoa oa ho folisa masapo, tlhahlobo e eketsehileng ea X-ray le micro-CT e entsoe ka mebutlanyana e 'meli: lihlopha tse hlobotseng le LOIS.Lihlopha tsena ka bobeli li ile tsa bolaoa bekeng ea 6.
Li-femurs tse tsoang liphoofolong tse entsoeng mahlabelo li ile tsa bokelloa 'me tsa kenngoa ka 4% paraformaldehyde matsatsi a 3.Joale ho kenngoa ha masapo ho ntšoa ka hloko ho tsoa lesakeng.Femur e ile ea khaoloa ka matsatsi a 21 ka ho sebelisa 0.5 M EDTA (EC-900, National Diagnostics Corporation).Joale femur e senyehileng e ile ea qoelisoa ho EtOH ho etsa hore e felloe ke metsi.Sefuba se se nang metsi se ile sa ntšoa ka xylene 'me sa kenngoa ka har'a parafine.Joale sampole e ne e tšeloa ka "rotary microtome" e ikemetseng (Leica RM2255, Leica Biosystems, Jeremane) e nang le botenya ba 3 μm.Bakeng sa lesela la TRAP (F6760, Sigma-Aldrich, Jeremane), lisampole tse arohaneng li ile tsa tlosoa parafini, tsa khutlisetsoa metsi 'me tsa kenngoa ka har'a reagent ea TRAP ka 37 ° C bakeng sa 1 hora.Litšoantšo li ile tsa fumanoa ka mochine oa li-slide scanner (Pannoramic 250 Flash III, 3DHISTECH, Hungary) 'me tsa lekanyetsoa ka ho metha sebaka sa sebaka se silafetseng.Tekong e 'ngoe le e' ngoe, bonyane li-substrates tse 'nè sehlopheng ka seng li ile tsa hlahlojoa ke software ea ImageJ.
Tlhahlobo ea bohlokoa ea lipalo e entsoe ka ho sebelisa GraphPad Prism (GraphPad Software Inc., USA).Teko ea t e sa sebetseng le tlhahlobo ea tsela e le 'ngoe ea phapang (ANOVA) e ile ea sebelisoa ho leka phapang lipakeng tsa lihlopha tsa tlhahlobo.Boemo ba bohlokoa bo bontšoa setšoantšong ka tsela e latelang: *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001 le ****P<0.0001;NS, ha ho phapang e kholo.
Bakeng sa lisebelisoa tsa tlatsetso bakeng sa sengoloa sena, ka kopo bona http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/44/eabb0025/DC1
Ena ke sengoloa sa phihlello se bulehileng se ajoang tlasa melaoana ea Creative Commons Attribution-Non-Commercial License, e lumellang ts'ebeliso, kabo le ho ikatisa ka mokhoa ofe kapa ofe, ha feela ts'ebeliso e se molemong oa khoebo mme motheo ke hore ea mantlha. mosebetsi o nepahetse.Referense.
Tlhokomeliso: Re u kopa feela hore u fane ka aterese ea lengolo-tsoibila e le hore motho eo u mo khothalletsang leqepheng lena a tsebe hore u batla hore a bone lengolo-tsoibila le hore lengolo-tsoibila ha se spam.Re ke ke ra hapa liaterese tsa lengolo-tsoibila.
Potso ena e sebelisetsoa ho lekola hore na u moeti oa motho le ho thibela tlhahiso ea spam e ikemetseng.
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
Likokoana-hloko tse thibelang likokoana-hloko le tsa ho itšireletsa mafung tsa li-implants tsa masapo li ka fokotsa tšoaetso le likarabo tsa 'mele oa ho itšireletsa mafung tse bakoang ke tšoaetso.
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
Likokoana-hloko tse thibelang likokoana-hloko le tsa ho itšireletsa mafung tsa li-implants tsa masapo li ka fokotsa tšoaetso le likarabo tsa 'mele oa ho itšireletsa mafung tse bakoang ke tšoaetso.
©2021 Mokhatlo oa Amerika oa Tsoelo-pele ea Saense.litokelo tsohle li sirelelitsoe.AAAS ke molekane oa HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef le COUNTER.ScienceAdvances ISSN 2375-2548.