Biomaterials：钛植入物上的生物相容性MoS2 / PDA-RGD涂层可有效发挥抗菌成骨作用

2019-06-30 不详网络

抑制原位细菌感染和改善骨整合对于整形外科植入物的长期存活是特别重要的，特别是对于与感染相关的翻修手术。在此，我们在钛（Ti）植入物上制造功能性二硫化钼（MoS 2）/聚多巴胺（PDA）-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）涂层，以同时解决上述问题。该涂层不仅改善了间充质干细胞（MSCs）的成骨，而且在暴露于近红外（NIR）照射时赋予Ti底物有效的抗菌能力。它通过光热能加速谷胱甘肽（GSH）氧化，并诱

抑制原位细菌感染和改善骨整合对于整形外科植入物的长期存活是特别重要的，特别是对于与感染相关的翻修手术。在此，我们在钛（Ti）植入物上制造功能性二硫化钼（MoS 2）/聚多巴胺（PDA）-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）涂层，以同时解决上述问题。

该涂层不仅改善了间充质干细胞（MSCs）的成骨，而且在暴露于近红外（NIR）照射时赋予Ti底物有效的抗菌能力。它通过光热能加速谷胱甘肽（GSH）氧化，并诱导由MoS2纳米片衍生的固有的ROS非氧化应激损伤。结果表明，RGD修饰的MoS2纳米片通过体外上调成骨相关基因（ALP，Runx2，Col I和OCN）显著增加了MSCs的细胞成骨行为。

此外，功能化的Ti底物在NIR照射下对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用显示出超过92.6％的抗菌效率。光热效应引起的热疗加速了GSH的消耗，ROS不依赖氧化应激破坏了细菌膜的完整性，从而协同导致蛋白质渗漏和ATP减少。此外，共培养实验表明，在NIR光热处理后，金黄色葡萄球菌污染物从MoS2/PDA-RGD表面被有效清除，而MSCs在MoS2/PDA-RGD表面上粘附和增殖。在体内金黄色葡萄球菌感染模型中，MoS2/PDA-RGD修饰的Ti棒在NIR照射下杀死细菌，效率为94.6％，不会对正常组织造成损害。

更重要的是，与体内TNT植入物相比，MoS2/PDA-RGD修饰的Ti植入物加速了新骨形成。

原始出处：

Yuan Z, Tao B, et al., Biocompatible MoS2/PDA-RGD coating on titanium implant with antibacterial property via intrinsic ROS-independent oxidative stress and NIR irradiation. Biomaterials. 2019 Jun 20;217:119290. doi: 10.1016/j.biomaterials.2019.119290.

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