Инфекции, связанные с имплантатами, которые часто возникают в ходе операций по имплантации костей или последующей терапии, являются серьезным осложнением, которое причиняет боль пациентам и требует повторных операций с дорогостоящим лечением. Причиной возникновения ИАИ послужила неудавшаяся внутренняя фиксация или образование после инфицирования высокостойкой биопленки, что затрудняет достижение эффективной концентрации антибиотиков в локальных тканях поражения. Таким образом, могут быть приняты во внимание оптимальные методы профилактики. Одна из стратегий заключается в разработке искусственных материалов, содержащих компоненты для разрушения биопленки, а другая - в разработке инженерных поверхностей с антиинфекционными и иммуноукрепляющими свойствами.
Фототермальная терапия, проводимая ближним инфракрасным светом, привлекает многих исследователей в связи с их потенциальной антибактериальной активностью. Для уничтожения бактерий PTT требует фототермических агентов для преобразования оптической энергии в местное тепло. Основная проблема, которую необходимо решить, заключается в том, что антибактериальная эффективность может достигать более 90% только при температуре около 85 °C. Однако эта достаточно высокая температура может нарушить естественные ткани и привести к другим заболеваниям или проблемам. Комбинируя фотосенсибилизатор, соответствующий свет может стимулировать материал к образованию ROS и уничтожению бактерий.
Фосфор является жизненно важным элементом, содержащимся в организме человека, занимая 1% от общей массы тела.
Подготовка материалов
Для изготовления подложек использовался чистый медицинский титан диаметром 6 мм и толщиной 2 мм. Пластины были предварительно обработаны полировкой, а затем очищены ультразвуковым очистителем в смеси органических растворителей для удаления загрязнений.
Для удаления примесей с поверхности РП в 40 мл H2O и гидротермической обработки в автоклаве при температуре 200 °C в течение всей ночи добавляли 6 г промышленного РП. После этого реактор охлаждали до комнатной температуры, несколько раз промывали обработанный корпус реактора водой, а затем выжигали в печи для дальнейшего использования.
Обработанные порошки RP были аккуратно помещены в фарфоровую коробку, а затем в трубочную печь были помещены пластины из титана. Трубчатая печь накачивалась газом Ar, затем параметры температуры нагрева устанавливались и поддерживались на уровне 650 °C в течение 5 ч и 350 °C в течение 2 ч, соответственно. К концу реакции трубчатая печь была естественным образом охлаждена до комнатной температуры.
В качестве последнего шага сначала 10 мкл раствора дихлорметана IR780 было капано на поверхность пластин Ti-RP, а затем высушено. Для получения модифицированного полидопамина Ti-RP-IR780 образцы Ti-RP-IR780 были замочены в гидрохлорид дофамина в буфере Tris-HCl в течение суток при температуре 25 °C. Образцы промывались деионизированной водой и высушивались. Затем образцы погружали в 2 мг/мл пептида КДГР в PBS в течение 24 ч при комнатной температуре. Избыток МЦРГ был стерт деионизированной водой, и, наконец, целевой продукт Ti-RP-IR780-RGD был получен после высыхания в вакууме.
Характеристика структуры
Поверхностные морфологии Ti-RP были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии. Изображения трансмиссионной электронной микроскопии РП получены с помощью трансмиссионного электронного микроскопа Tecnai G20.
Обнаружение ROS
Поколение УОС от IR780 может быть оценено считывателем микропланшетов. ДПБФ использовался в качестве детектора РОС для измерения РОС, получаемой из титана, титана, титана, титана и титана, затем эти четыре группы были освещены лазером 808 нм в течение 6 секунд.
Оценка фототермических характеристик Ti-RP-IR780-RGDC в реальных условиях
Для определения эффективности термического преобразования, которое содержалось в образцах Ti-RP-IR780-RGDC, пропитанные DI H2O образцы облучались лазером мощностью 0,5 Вт/см2 под действием 808 нм лазерного света. Температуру регистрировал тепловизор: 320 × 240; тепловая чувствительность: <0,05 °C; диапазон температур: От -20 до 650°C; точность: ±2°C.
Имплантация костей животных в естественных условиях
Все эксперименты на животных были проведены с разрешения провинциальных центров профилактики и контроля заболеваний провинции Хубэй. Некоторые взрослые самцы белых крыс весом около 450 г были использованы в экспериментах. Крысы были разделены на две группы. Эти крысы перед операцией обезболивали хлоралгидратом и помещали на стерильные марли во время операции. Две группы крыс были имплантированы в голень и помечены. После имплантации разрез был зашит харили. После операции крысы помещались в индивидуальные клетки и выращивались при тех же условиях. Через два дня обе бригады прошли лечение с помощью лазера 808 нм.
Анализ разбрасывающей пластины
Для идентификации роста бактерий, стержни двух групп были удалены с хвостовика и закатаны на культурную среду, а затем помещены при температуре 37 °C на один день для наблюдения за ростом колоний бактерий.