随着医疗与科技的不断更新迭代,越来越多的生物材料被研发与应用到人类的疾病治疗和健康恢复中。在外科手术过程中由于器械没有彻底灭菌等原因,造成细菌感染而致使手术失败,进而会严重威胁到病人的健康。常规的治疗手段为注射或者服用大量的抗生素,但是这不仅会产生强烈的副作用,也会造成耐药细菌的产生,增加治疗的风险与难度。全球范围内已出现大量的新型多重耐药型细菌也正威胁着人类的健康,造成大规模的感染与死亡。虽然对医疗器与医用材料进行了反复消毒与灭菌处理,但是也无法保证植入体部位不会被细菌感染,从而造成严重的并发症。细菌吸附在医疗器械和植入体表面,会迅速增殖并生成细菌的生物膜,不仅会破坏植入体表面的生物医用属性,同时也会造成周围组织的病变。表面良好的生物相容性让钛金属植入体在骨科材料中广泛运用,但是骨整合能力一直有待提高,材料表面产生生物惰性的情况也严重影响了骨植入手术的成功率。骨科植入物对预防与多药耐药细菌有关的感染并同时改善骨整合性有很大的需求。在这里,我们开发了食品级的益生菌生物膜去修饰植入体来抑制耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）感染并加速骨骼整合。干酪乳杆菌培养在经碱热处理的钛基质表面上,并通过紫外线照射使其灭活,从而避免了活菌引起的败血症。由于乳酸和细菌素的产生,这种灭活的干酪乳杆菌生物膜对耐药金葡表现出极好的99.98%的抗菌效果。另外,干酪乳杆菌生物膜中的多糖刺激巨噬细胞分泌大量成骨细胞因子,例如制瘤素M（OSM）,并改善钛植入物的骨整合。灭活的益生菌修饰可以成为赋予植入物优异的自我抗菌活性和成骨能力的一种有前途的策略。研究的内同具体包括如下几点:1、基于钛金属植入体构建具有生物相容性的功能化益生菌生物膜首先,将钛片表面抛光打磨并在去离子水中清洗;在浓度为4 M的氢氧化钠（Na OH）溶液中,在80℃的温度下反应1.5 h,通过碱热法在钛片表面形成多空的微观结构;将干酪乳酸菌原菌液与碱热好的钛片共同培养,在表面形成致密的干酪乳酸菌细菌生物膜,并通过紫外照射灭活细菌;通过浸泡法测定在28天后和干酪乳酸菌细菌生物膜的稳定程度;通过细菌平板涂布法可以观测干酪乳酸菌细菌生物膜的抗菌效果,通过观察细菌的形貌来观测抗菌后致病菌的损伤程度;通过MTT和细胞荧光的形貌检测样品本身的生物相容性。2、具有巨噬细胞免疫响应的功能化益生菌生物膜将覆有干酪乳酸菌细菌生物膜的钛片与巨噬细胞共同培养12 h;通过MTT检测干酪乳酸菌对巨噬细胞的生物毒性,通过细胞荧光形貌检测干酪乳酸菌对巨噬细胞的影响;通过酶联免疫吸附测定法从蛋白的层面检测巨噬细胞在干酪乳酸菌细菌生物膜的作用下所产生的生物免疫反应;通过实时荧光定量PCR可从核酸层面检测巨噬细胞在干酪乳酸菌细菌生物膜的作用下所产生的细胞内部的反应;通过转录组学进一步确定巨噬细胞在干酪乳酸菌细菌生物膜的作用下免疫响应的细胞内通路;通过流失细胞仪检测出巨噬细胞分化的方向。3、基于钛金属植入体促进间充质干细胞成骨分化的功能化益生菌生物膜为确定巨噬细胞在干酪乳酸菌细菌生物膜的作用下所产生的免疫响应能够对间充质干细胞的成骨分化是否有促进效果,取巨噬细胞与干酪乳酸菌细菌生物膜共培养12 h后的细胞上清液,将细胞上清液与间充质干细胞共同培养;通过碱性磷酸酶ALP和茜素红染色检测间充质干细胞在7天和14天的成骨分化的效果;通过实时荧光定量PCR检测间充质干细胞从核酸层面所表现的成骨分化的效果;在动物外科实验中,将覆有干酪乳酸菌细菌生物膜的钛钉植入到大鼠的胫骨处,通过对骨组织的病理切面和Mciro-CT的模型分析,更直观分析出干酪乳酸菌细菌生物膜可以促进间充质干细胞的成骨分化,也加速同类型材料在骨科手术中的应用。