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目的:钴基合金作为临床上被广泛使用的医用金属材料之一,具有较强的耐腐蚀性,良好的生物相容性以及较低的弹性模量,目前多作为植入体、冠修复材料、正畸丝等临床使用。然而,传统钴基合金成型工艺较为复杂,且是一种生物惰性材料,一定程度上限制了其临床应用。研究证实,铜离子具有强烈的广谱杀菌能力,已有学者研发出具有良好抗菌性能的含铜不锈钢及含铜镍钛合金,这种抗菌合金在生理环境下形成的富铜相能有效杀灭合金表面的细菌,从而起到抗菌作用。本研究通过向钴基合金中添加铜元素,以选择性激光熔融技术制备出一种新型含铜钴基合金,旨在优化钴基合金的成型方式的同时,赋予钴基合金抗菌能力。为此,本实验针对这种新型合金的抗菌性能及生物相容性进行研究和分析。材料与方法:以不含铜钴基合金(SLM-CoCrW)为对照组,对含铜钴基合金(SLM-CoCrCu)的抗菌性能进行验证:细菌选用金黄色葡萄球菌(S.aureus,ATCC6538),采用体外定量抗菌实验,对SLM-CoCrCu抗菌性能进行初步检测;将细菌与材料共培养24h后,利用扫描电镜观察细菌在材料表面形成的细菌生物膜,对细菌在材料上的黏附情况和生物膜形成情况进行分析;采用LIVE/DEAD○R BacterialTM Viability Kits L7012试剂盒对S.aureus共培养后的样品表面的细菌进行活/死染色,使用激光共聚焦扫描显微镜进一步观察材料表面活细菌和死细菌的分布及生物膜的厚度,分析SLM-CoCrCu对表面生物膜的作用,结合Real-time PCR结果综合评估新型合金的抗菌性能。检测SLM-CoCrCu的生物相容性:选择MC3T3-E1细胞为研究对象,将细胞与材料共培养1、3、7天后,采用CCK8检测试剂盒评价合金对于细胞增殖的影响,并将其细胞毒性进行评价及分级;采用细胞骨架荧光染色标记法观察细胞在合金表面的粘附及生长情况,结合增殖率反映合金的细胞毒性;采用流式细胞术评价材料对细胞早期凋亡的影响;将材料与人新鲜抗凝血培养,评价材料对血液动态凝血时间及红细胞破溶血的影响。结果:1.SLM-CoCrCu对金黄色葡萄球菌的生长有明显抑制作用,对金黄色葡萄球菌抗菌率可达98%以上,与SLM-CoCrW比较有显著性差异(P<0.01);2.SEM图像和活/死染色结果进一步表明,SLM-CoCrCu可以抑制细菌粘附,从而大大减少生物膜的形成;3.Real-Time PCR结果表明SLM-CoCrCu对金黄色葡萄球菌内16s rRNA基因表达有抑制作用。4.SLM-CoCrCu对于细胞毒性作用,与SLM-CoCrW相比,随培养时间的延长,细胞数量逐步增长,表现出对细胞增殖的促进作用;SLM-CoCrCu和SLM-CoCrW在与细胞共培养1、3、7 d后细胞增殖率有显著差异性(P=0.01);共培养1 d后不含铜组细胞增殖率优于含铜组,共培养3 d及7 d后含铜组对细胞增殖影响明显优于不含铜组。5.两者对于细胞黏附及形态上的影响无明显差异;SLM-CoCrCu和SLM-CoCrW对于细胞凋亡的影响无明显差异;在共培养初期,不含铜组溶血量高于含铜组,随时间的延长两组凝血情况趋于一致;溶血实验结果显示,SLM-CoCrW合金溶血率为0%,SLM-CoCrCu合金为0.25%,溶血率远低于5%。结论:SLM-CoCrCu相较于SLM-CoCrW有良好的抗菌性能,对细菌的生长、生存能力以及材料上生物膜的形成有一定的抑制作用,并具有一定的基因毒性;SLM-CoCrCu具有良好的生物相容性,合金对细胞增殖,黏附及形态都无明显影响;SLM-CoCrCu血液相容性良好,凝血功能良好,溶血率较低。