研究背景:骨科植入物相关感染是一种严重的深部骨感染,主要包括假体周围感染（PJI）以及骨折内固定相关感染,即使通过广泛的手术清创和局部以及全身使用抗生素,仍然保持着较高的复发率。感染难以根除的原因主要是因为假体和死骨表面生物膜的形成以及细胞内细菌感染。目前临床上主要使用共混的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）-抗生素局部填充来根除感染,但PMMA搭载的抗生素有限,药物释放不均匀,不能在体内生物降解。因此,临床上迫切需要开发一种有效的局部药物递送系统来裂解成熟的生物膜和消除细胞内细菌。研究目的:合成一种可注射微凝胶/水凝胶共递释系统,实现溶葡萄球菌酶（Ls）和万古霉素（Van）程序共递释,验证其表征、生物膜裂解能力及体内、外协同抗菌效果,探讨其在植入物感染治疗中的应用。研究方法:首先使用微流控乳液法将Van封装在甲基丙烯酰明胶（GelMA）微凝胶中。通过席夫碱反应制备明胶和氧化淀粉水凝胶（GelS）,辅以谷氨酰胺转移酶（TG）以刺激二级酰胺键的形成。将Van负载的微凝胶和溶葡萄球菌酶（Ls）加入到明胶和氧化淀粉的预聚物中,形成GelS基共递释水凝胶系统。对水凝胶系统进行材料表征,验证其体内外生物相容性,测试其药物释放曲线以及体外协同抗菌性能。通过在体外骨板上构建甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜模型,验证共递释水凝胶抑制和裂解生物膜的能力。进一步使用大鼠胫骨内植物感染模型来测试共递释水凝胶的抗菌功效。借助影像学、炎症细胞因子水平、病理检查来动态综合观察感染愈合情况,以评估共递释水凝胶的体内治疗效果。研究结果:GelS基水凝胶在室温下一分钟内原位交联。体内外实验证实共递释水凝胶系统能持续降解28天,并对细胞和组织没有产生毒性作用。包封的Ls和Van的控释时长分别可达7天和20天,且两者在针对MSSA和MRSA的杀菌和生物膜裂解活性方面表现出协同效果。体内动物实验表明一次性注射负载Ls和Van的共递释水凝胶能使感染在4周内显著消退。研究结论:鉴于Ls和Van之间的协同作用,与常规全身抗微生物疗法相比,共递释水凝胶系统在骨科植入物相关感染方面具有显著的疗效,且治疗时间大大缩短。该共递释水凝胶系统生产工艺简单,成分生物相容性良好,并展示了可注射性、杀菌性、生物膜裂解性和可降解性等优点,因而在临床治疗中具有巨大的应用潜力。