【摘 要】
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目的:感染性骨缺损一直是困扰骨科医生的巨大挑战之一,每年影响全球患者高达百万,带来了沉重的经济与社会负担。感染对组织造成严重破坏并恶化局部成骨微环境,使骨缺损修复愈发困难。为改善感染微环境,促进感染性骨缺损修复,本研究将镁修饰黑磷（BP@Mg）负载于甲基丙烯酸化水凝胶（Gel MA）中,制备一种近红外光响应多功能抗菌成骨水凝胶,以期实现高效的光热抗菌并促进感染性骨缺损修复。方法:BP@Mg由醋酸镁
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（No.81672158,81873999）；
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目的:感染性骨缺损一直是困扰骨科医生的巨大挑战之一,每年影响全球患者高达百万,带来了沉重的经济与社会负担。感染对组织造成严重破坏并恶化局部成骨微环境,使骨缺损修复愈发困难。为改善感染微环境,促进感染性骨缺损修复,本研究将镁修饰黑磷（BP@Mg）负载于甲基丙烯酸化水凝胶（Gel MA）中,制备一种近红外光响应多功能抗菌成骨水凝胶,以期实现高效的光热抗菌并促进感染性骨缺损修复。方法:BP@Mg由醋酸镁与黑磷纳米片分散液反应制备而成,将制备好的BP@Mg加入Gel MA溶液中,通过紫外光进行交联后得到近红外响应多功能水凝胶BP@Mg-Gel MA（GBM）。使用扫描电镜、流变学测试、光热响应能力测试、Zeta电位测试、X射线电子能谱、扫描透射电镜等手段对制备的GBM水凝胶进行检测。选用大肠杆菌与金葡菌,通过平板扩散实验、细菌活死染色与扫描电镜以验证GBM水凝胶的体外抗菌能力。选用SD大鼠骨髓间充质干细胞对GBM水凝胶的生物相容性与成骨活性进行体外验证。为进一步验证材料的体内抗菌与成骨能力,制备SD大鼠感染性颅骨缺损模型在植入不同组材料后,通过组织学染色、Micro-CT等检测,于术后7天取材验证抗菌能力,术后4周、8周取材验证成骨能力。结果:本课题成功制备出近红外响应多功能水凝胶BP@Mg-Gel MA（GBM）。该水凝胶具有良好的孔隙率与流变特性,在室温环境下,经1 W/cm~2近红外光照射,可升温至50℃以上。通过平板扩散、细菌活死染色、扫描电镜观察等实验,证明了该水凝胶在体外具有高效抗菌能力。GBM水凝胶生物相容性良好,在体外细胞实验中有效促进了骨髓间充质干细胞（BMSC）的成骨分化。在大鼠感染性颅骨缺损模型中,GBM水凝胶有效杀灭了细菌减轻了局部的炎症反应,并促进了感染性骨缺损的修复。结论:本研究所制备的GBM水凝胶具有良好的生物相容性,并可在近红外光作用下高效抗菌,改善局部成骨微环境加速感染性骨缺损修复,具有广阔的临床应用前景。
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