研究背景现在内固定系统已广泛运用于临床骨折的治疗,但是内植物感染和材料的不可吸收是骨科内固定手术后需进行二次手术的重要原因。丝蛋白材料已被证明是一种具良好力学性能和生物相容性的可降解生物材料,然而感染仍然是丝蛋白材料需要面临的一个问题。因此探究抗菌丝蛋白材料的制备也成为了必然趋势。研究目的本研究期望通过在丝蛋白中加入庆大霉素来制备具有良好抗菌性能的可吸收丝蛋白骨科内固定材料,同时能保持良好生物相容性及生物力学性能。我们详细探讨了新型抗菌材料的抗菌性能,并从生物相容性、生物力学强度、降解速率及吸水性等角度初步评价了抗菌丝蛋白材料相关性质的改变,为后期临床应用提供依据。研究方法从蚕茧中提取丝蛋白并在六氟异丙醇溶解过程中加入庆大霉素来制备不同浓度的抗菌丝蛋白材料。利用抑菌圈、平板计数法及扫描电镜评估材料在体外对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。同时也对比了抗菌丝蛋白材料与普通丝蛋白材料相关性质的改变,包括体内外的生物相容性和体外的生物力学性能、膨胀性以及降解性能等。研究结果普通丝蛋白材料明显促进金黄色葡萄球菌的生长(抑菌率-306.0±3.6%),加入了庆大霉素(16mg/g)的抗菌丝蛋白材料1小时后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均达到100%,当降低庆大霉素浓度至8mg/g及6mg/g后该时间均延长到12小时。扫描电镜提示抗菌丝蛋白材料表面两种细菌数量均较少,并且金黄色葡萄球菌黏附形态受到不同程度影响。此外抗菌丝蛋白材料在酶溶液中降解4周后对两种细菌的抑菌率仍能维持在90%以上。而生物力学方面,抗菌丝蛋白材料最大弯曲强度为202.8±7.8Mpa、最大剪切强度为35.4±6.1Mpa、弹性模量8.5±0.7Gpa,和普通丝蛋白材料并没有显著的差异(p>0.05)。同时在体外抗菌丝蛋白材料未对MC3T3-E1细胞的增殖和凋亡产生不良影响,体内实验也证明其并不会引起明显的炎症反应和毒性反应,对成骨也未产生影响。研究发现相比普通丝蛋白,抗菌丝蛋白材料的降解速率明显加快,并且符合三次函数,而其吸水性却明显下降。结论庆大霉素的最适浓度为16mg/g,此时抗菌丝蛋白材料不仅具有高效、快速、持久的抗菌性,而且能保持其良好的生物力学性能及生物相容性,更重要的是亦可逐渐被降解。该新型抗菌可吸收丝蛋白内固定材料应用于临床有望在一定程度上降低骨科内固定手术后的二次手术率。