供稿人：冷俊卿 李滌塵 供稿單位：西安交通大學(xué)機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室 發(fā)布日期：2022-09-12
聚醚醚酮材料（PEEK）因其良好的生物相容性和與人體骨骼相近的機械性能，被視作新一代的人工骨材料，在生物醫(yī)療領(lǐng)域有極大的應(yīng)用潛力。但PEEK表面的生物惰性使其面臨骨整合不足和術(shù)后細菌感染的問題，通常會導(dǎo)致植入物松動、愈合延遲，甚至植入失敗。
針對這一問題，近日中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院聯(lián)合蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院開創(chuàng)了一種基于點擊化學(xué)的肽接枝體系，成功將抗菌肽（AMP）和成骨生長肽（OGP）同時接枝修飾到了PEEK表面（工藝流程如圖1），并通過細胞實驗、細菌實驗與動物實驗證明了該涂層能夠使PEEK植入物同時兼具極佳抗菌性與促骨愈合性能，為PEEK的術(shù)后感染問題提供了一個極佳的解決策略。該方法簡單、高效，過程中不使用有機溶劑而具有較高安全性。并且研究團隊還證明了，通過改變兩種肽的投料比甚至可以精確調(diào)控圖層中兩種肽的含量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對涂層抗菌與成骨綜合表現(xiàn)的定量調(diào)控與優(yōu)化，以應(yīng)對不同的應(yīng)用場景做出精確調(diào)整。但需要注意的是，該工藝的第一步需要進行氧等離子轟擊，使其與其他等離子改性方法一樣只能局限于最外表面的接枝，而無法對多孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進行處理，因而或許在應(yīng)用于3D打印的PEEK組織工程支架時會受到制約。盡管如此，該研究所開創(chuàng)的功能肽點擊修飾體系仍揭示了一個令人激動的可能未來：通過模塊化的組合搭配，結(jié)合患者情況，實現(xiàn)PEEK植入物表面涂層功能的私人定制，大大提升術(shù)后愈合效果，乃至于能夠協(xié)助治愈術(shù)區(qū)周圍病變。
圖1 抗感染肽與骨誘導(dǎo)肽通過點擊化學(xué)結(jié)合于PEEK表面為其賦予雙重功能