论文部分内容阅读
背景上颌尖牙在面部美观、牙齿美学、牙弓发育和功能性咬合等方面发挥重要的作用。阻生尖牙常伴有囊肿发生,就患者生理及心理的正常发育而言对其进行及时治疗具有重要意义。目前针对阻生齿的治疗方法包括:(1)正畸-外科联合治疗,即开窗助萌术;(2)阻生齿自体移植;(3)早期阻断治疗等。但对于阻生位置较深的尖牙,使用常规的正畸-外科联合治疗常会造成较大的创伤,给患者造成很大痛苦。因此可先通过囊肿开窗减压术释放囊内压力,促进周围骨壁向囊腔内向心性生长,使阻生齿沿预先确定的萌出通道自行萌出一段时间后再行助萌术,这是能最大限度保存软硬组织的方法。但由于该方法会产生开放性创口,需要在创口处和萌出道内放置引流装置或材料如碘仿纱条等来避免继发感染,而这导致患者及家属的依从性对预后效果的影响非常大。基于以上问题及需求拟研究一种抗菌的可降解高分子材料,填充进创口及萌出道,避免经常冲洗及换药,具有持续稳定的抑菌效果。聚乳酸(Poly(l-lactic acid),PLLA)是一种具有良好生物相容性的高分子聚合物,获取方便,目前常作为载药装置用于骨修复等方向。使用熔融纺丝技术制备的PLLA纤维,机械性能良好,可制成类似棉花的具有三维立体结构的纤维材料,用于创口填充。但因其本身并不具有抗菌性能,不能满足开窗减压术后填充材料的临床需求,故计划对其表面进行改性,以获得良好的抗菌性。抗菌肽(Antimicrobial Peptides,AMPs)是一种强效的广谱抗菌氨基酸肽,其发挥作用迅速,最低抑菌浓度较低,不易产生耐药性,可作为抗生素的有效替代物用于临床治疗,但对其用于纤维改性方面的研究较少。因此本研究拟使用熔融纺丝技术制备PLLA纤维,通过聚多巴胺(Polydopamine,PDA)的表面基团与抗菌肽表面的特殊基团发生的化学反应及PLLA纤维的立体结构产生的物理吸附作用,将抗菌肽接枝到PLLA纤维表面,对其完成改性。在不改变PLLA纤维原有良好性能的基础上,使改性材料具有较好的抗菌性及生物相容性,为PLLA纤维仿生棉作为填充材料用于临床实践提供理论依据。方法:1.原始未改性PLLA纤维(PLLA组)制备使用熔融纺丝技术将PLLA颗粒制备成PLLA纤维。2.聚多巴胺辅助接枝抗菌肽PLLA纤维(PLLA/DH-36组)及仅有聚多巴胺接枝PLLA纤维(PLLA/PDA组)的制备使用聚多巴胺辅助沉积技术和抗菌肽对PLLA纤维进行表面改性,制备改性材料。3.材料的理化性能表征通过对其进行XPS元素分析、接触角、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱表征以验证改性是否成功。4.材料的抗菌性能评价选取金黄色葡萄球菌(S.aureus)及大肠杆菌(E.coli)作为实验菌株,实验分为三组:未改性材料组(PLLA组),仅有聚多巴胺接枝材料组(PLLA/PDA组),聚多巴胺辅助接枝AMPs材料组(PLLA/DH-36组),将菌液与材料共培养,使用多功能酶标仪检测各组细菌浓度;将材料置于琼脂板进行抑菌环实验;使用活/死染色观察材料表面的细菌形态;同时通过抗菌肽释放实验,检测其体外释放速率。5.材料的细胞相容性评价将MC3T3-E1(小鼠前成骨细胞系)细胞培养于96孔板,将三组材料分别置于其中,同时设置空白对照组,培养24 h后采用CCK-8法检测上述材料对细胞的毒性;使用DAPI-FITC染色观察材料表面细胞数量及形态。6.动物实验在小鼠背部建立皮肤感染模型,将各组材料植入后7天,收集包含材料的皮肤组织制备软组织切片进行HE染色分析,观察组织中的细胞种类及数量,评估材料体内抗菌性。结果:1.材料理化性能表征扫描电子显微镜检测结果显示,PLLA纤维的直径约为8μm-16μm,分布较均匀,表面没有未熔融的聚合物。XPS结果显示PLLA/DH-36组纤维表面N含量约为17.08%,高出PLLA/PDA组的14.61%及PLLA组3.68%。接触角测试结果显示,PLLA/DH-36组为0°,PLLA/PDA组为109.13°,PLLA组为123.63°。傅立叶红外光谱检测结果表明PLLA/DH-36组材料出现新的酰胺基团。这些都说明抗菌肽成功接枝到PLLA纤维表面,且提高了纤维的润湿性。2.体外释放实验证明,抗菌肽在150min内的释放效率逐渐增加,到150min时达至最高,随后缓慢下降;观察7天,释放速率趋于平缓。3.体外抗菌实验结果显示,PLLA/DH-36组具有良好的抗菌性,但只能在原位产生抗菌效果。4.CCK-8实验表明,由于AMPs的爆发释放,3天内PLLA/DH-36组的细胞毒性较空白组稍高,但它与PLLA组的细胞毒性无明显差异,且在3天后可恢复其良好的生物相容性。DAPI-FITC染色呈现出与CCK-8结果相似的趋势。5.组织切片染色证明,在材料植入体内7天后,植入PLLA/DH-36组材料部位的成纤维细胞较PLLA组多,证明其能刺激肉芽组织形成,促进创口愈合。结论:1.应用熔融纺丝技术能成功制备直径均匀分布的PLLA纤维,通过PDA和抗菌肽对原始未改性PLLA纤维进行表面改性,获得良好抗菌性和生物相容性的PLLA/DH-36材料。2.PLLA/DH-36组材料因结合抗菌肽HHC-36对革兰阳性菌和革兰阴性菌都具有良好的抗菌效果,但其促细胞增殖效应尚未观察到,这可能是由于纤维的三维结构不利于细胞黏附。3.PLLA/DH-36组材料未产生较明显的抑菌环,表明其原位抗菌效果较好,植入体内后仅在植入局部发生反应,不会导致严重的全身反应。