ניתוחים של היתוך ספינל הפכו נפוצים יותר ויותר, עם מאות אלפי הליכים שבוצעו מדי שנה ברחבי העולם כדי לטפל במחלת דיסק ניוון, scoliosis, שברים וחוסר יציבות. בעוד שתלים אלה לשחזר יציבות מכנית ולשפר את איכות החיים, נותר איום מתמשך: biofilm חיידקי על פני השטח של השתלת שומן.ביו-סרטים הקשורים לזיהומים הקשורים ל- 1–5% מהמקרים של שתלים, מה שמוביל לסיבוכים הרסניים כולל השתלות, osteoelitis, נוגדת, לעתים קרובות, נוגדת, נוגדת סרטן ביולוגי, ואפקטיביים, ואפקטיביים, מניעת התקדמות משמעותית, ואפקטיונית, טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי, טיפול כימי, ואפקטיבית, היא טיפול תרופתי, ואפקטיבי, ואפקטיבי, לעתים קרובות, טיפול ביולוגי, טיפול תרופתי, טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי, טיפול תרופתי, טיפול ביולוגי, טיפול יעיל יותר מקשה על פני כדוריות, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול ביולוגי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, הוא צורך ברזולוציה גבוהה יותר מסובייקטפילמטיל- 10- 10-סרטוניאלי, לעתים קרובות, טיפול תרופתי, טיפול במגמות טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי, טיפול ביולוגי מתקדם עם עלייה משמעותית

הבנה של Biofilm Formation על Spinal Implants

Biofilms הם קהילות בנויות של חיידקים הצצים בחומר פולימרי חוץ סלולרי (EPS) המורכב פוליסלכריזידים, חלבונים, חומצות גרעין, ושפתיות. על השתלת ספינל, היווצרות ביופיל מתקדמת באמצעות ארבעה שלבים נפרדים: (1) דימום חוזר של חיידקים מטבוליים מתמשכת של חיידקים סטרטגוניים אל פני השטח, (2) iririririble באמצעות מולקולות מצורפות וזרימת תאים (לאחר עיבוד מיקרו-מי) לתוך זרם מיקרוסקופי דם מתמשך של חיידקים (D) ו-חומרי דם מתמשך של חיידקים עמידת תאים) עם דימום מתמשך (D) ו-חומרי דם (D) ו-Dicd) עם דימום מתמשך של חיידקים מצטברים (לאחר עיבוד חלבון) ל-D) עם דימום מתמשך של חיידקים מצטבר של חיידקים מצטבר (D) עם דימום מתמשך של חיידקים מצטבר של חיידקים מצטבר של חיידקים עמידת דם (D) ל-D) עם דימום מתמשך של חיידקים מצטבר של חיידקים גמישהחלומיים (Digitalic מתמשך של חיידקים מצטברים (לאחר עיבוד חלבון) ו-ידי חיידקים מצטבר של חיידקים מצטברים (לאחר עיבוד חלבון) ל-ידי גירוי מתמשך של חיידקים מצטברים (לאחר תפקוד מחדש של חיידקים מצטברים (לאחר עיבוד מיקרוסקופי דם) ל-ידי גירוי מתמשך של חיידקים

(הופנה מהדף ספיןאל) הם (FLT:0) â € â € ¢ â ¢ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

האתגר מורכב מהעובדה שתלים ספינל הם לעתים קרובות גדולים, מורכבים גיאוגרפיות עם crevices כי קשה כדי סטריליזציה.יתר על כן, חולים רבים הם immunocompromised או יש זיהומים כגון סוכרת, השמנת יתר, או היסטוריה עישון כי להגדיל את הסיכון לזיהום.המספר שלה של ניתוחים - מעל 500,000 היתוך ספין בשנה בארצות הברית - לבד אור גבוה עבור פתרונות פני השטח קליני יכול להתנגד באופן פעיל.

טכנולוגיות מתקפלות

כדי לטפל היווצרות ביו-סרט, החוקרים פיתחו מגוון רחב של אסטרטגיות ציפוי שניתן לסווג על ידי מנגנון הפעולה שלהם: ציפויים קוטאריים אובדניים אשר הורגים באופן פעיל חיידקים, ציפויים אנטי-עדיביים המונעים החזקות חיידקיות, וציפויים ביו-אקטיביים שמפריעים לנתיבי פיתוח ביו-סרטים.ציפויים רבים משלבים שני מנגנונים או יותר להשגת אפקטים סינרגיים.

דיסקינגס אנטימיקרוביאלי: Silver, Copper ו- Zinc Ions

סילבר שימש במשך מאות שנים כסוכן מיקרוביאלי, וההתגלמות המודרנית שלו - חלקיקים של חלקיקים (AgNPs) - שחרור מתמשך של אג + ions אשר משבש מלמברנס חיידקי, חלבונים דה-טבע, וקשור לציפוי כסף על שתלים זעירים נבדקו במודלים של חיות וסדרה קלינית קטנה.

תצלומים של קופר ואבץ גם מציגים פעילות אנטי-בקטריאלית רחבה. spper ions להזיק לתאי חיידקי באמצעות תגובות פנטון-טיפוס שיוצרות מינים חמצן תגובתיים (ROS), בעוד שמושגים אבץ מפריעים לתפקוד האנזים חיידקי.קו-קוגן נבדקו על פני השטח של ה-FLT (R.S) הם בעליל זיהומים רגישים יותר (Ricicicialgicial) עם תאים של דלקתיים) עם ריכוזיים (Ix) עם תאים רגישים יותר) עם גירויים).

הידרופיליק ו-Nanostructured Surfaces

אחת הגישות הלא רעילות ביותר היא לשנות את פני השטח phyo-כימיה כדי להפוך אותו פחות נוח עבור חיידקים. ציפוי הידרופילי לייצר משטח דמוי מים אשר שומרת חזק שכבת לחות, הפחתת היכולת של בקרה הידרופוביתית של אוסטאוקסילית על מנת לעגן חומרים הידרופיליים (Commonphilic) כוללים פולי (yleneglycol) (G), zaliclidus) ו-pvic (pvic) הפחתת סגסוגת של סגסוגת של LT2Flowic).

משטחים ממובנים שואבים השראה משטחים טבעיים נגד מיפוי כגון עור כריש (תבנית חלקיקים) ולוטוס עלים.על ידי יצירת תכונות טופוגרפיים ב nanoscale - כגון ננופילרים, ננוגרובים (Nichoopores) או nanohopres - הארכיטקטורה הפיזית משבשת את השלמות המכונאית או מונעת החזקות יציבות.

תרופות-Eluting מתקפלות עבור משלוחים אנטיביוטיים מקומיים

אנטיביוטיקה מערכתית לעתים קרובות נכשל להשיג ריכוזים נאותים על פני השטח של השתל בשל חדירה גרועה לתוך ביופילם. תרופות-לייט ציפויים לטפל זה על ידי שחרור אנטיביוטיקה ישירות באתר של זיהום.מועמדים נפוצים כוללים gentamicin, Vancomycin, ו rifampicin - או רק בנפרד או בשילוב - שקועים בפולימרים כמו פולימרים (lactic-co-olic) חומצה לאחר מכן, לאחר מכן, לחץ דם מתמשך (פרקטמילא-הוא יכול להיות מכווץ) לאחר מכן, לאחר מכן, או על ידי חשיפה מאוחרת (מסוגלשחרר חומצה סגסוגת).

ניסויים קליניים של חומרי גלם אנטיביוטיים-לקטל ממלאים ומלטני הראו הבטחה למנוע זיהום בשילוב אמנותי משותף, אך יישומים של השתלת ספינים עדיין מוגבלים. מחקר 2023 ב-FLT:0Journal of Orthopaedic ResearchFLT 1 נבדקו ציפויי הידרוקספטיטיס מוצצים על ברגים pedicle:0Journal of Orthopaedicua ו-ResurreicureFLTs: Unsation in a Completeication in abation in a Completeicial growth-R.

Biofilm-Disrupting Betaings: Enzymes, Quorum Sensing Inhibitors, ו Bacteriophages

במקום להרוג חיידקים ישירות, כמה ציפויים שואפים לפרק את המטריקס הביו-סרטוני או לשבש תקשורת חיידקית. Enzymes כגון DNase I, פיזור B (שמטרות פוליסכריזיד בין-קולארי ב staphylococci), ו-α-amylase יכול de דירוג רכיבי EPS, מה שהופך biofilms רגישים יותר אנטיביוטיקה וחיסון.

Quorum sensing מעכבים (QSI) כגון נגזרות פרונואיד, savirin (selectiveFLT:0S aureusFLT:1 QS מעכבטור), או תרכובות טבעיות כמו שלפוחית השתן להפריע מסלולים מעכבים את הסימון כי עדיין לתאם את הדבקת biofilmings כי שחרור QSI מ ⁇ tanium הראו מופחתת היווצרות של תרופות נוגדות , אך ורק עבור מודלים של טיפול תרופתי, אך לא מתאים ל-S.

טיפול בקטאריופילג – שימוש בוירוסים שבמיוחד חיידקים של lyse – הוא צובר תשומת לב כנשק דיוק נגד ביופילם. ציפויים מודבקים על מכשירים אוטופודיים נבדקו ב vitro ובמודלים של בעלי חיים, מה שמראה יעילות נגד תרופות עמידים על ידי תרופות:0S. aureusFLT:1 ו-FLTage:2P. agirgosai: יתרון מינימלי של תאים, כולל את ה-Fivation-Flimates.

Smart Coatings Responsive to Bacterial Activity

הדור הבא של ציפויים הוא "חכם" או "מגיב", שחרור סוכנים אנטימיקרוביאליים רק כאשר איום חיידקי מזוהה.לדוגמה, ציפוי pH-responsive משחרר אנטיביוטיקה כאשר הסביבה המקומית הופכת לחומצה (תוצאה טיפוסית של חילוף החומרים חיידקי) מחקר של pH-FLT:0BiomaterialsFLT:1), תיאר מורכבות פולימרים עמידת pH על ציפוי מיקרו-דלקתי של תרופות נוגדות חיים (pimic) אשר מכיל רק חומרים מזינים אחרים, אך ורק לאחר שגורמים שאינם מכילים אנזימים של HIV-חומצה מיקרו-ביוטית (peptic) של HIV.

עדויות קליניות ומקריות

בעוד טכנולוגיות ציפוי רבות הראו הבטחה במעבדה, ראיות קליניות להשתלת ספיןאל נשאר מוגבל.רוב המחקרים שפורסמו הם במודלים vitro או בעלי חיים. יוצא דופן בולט הוא המחקר ProSTHESIL, ניסוי תצפית פוטנציאלי של מברגים pedicle כסף בחולים עוברים היתוך השדרה עבור תנאים ניווניים.

בשנת 2021 מטא-אנליזה של ציפויים מיקרוביאליים בניתוח אורטופי (כולל שתלים ספינל) כלל 14 מחקרים קליניים ומצא כי ציפויים עתירי שומן ואנטיביוטיקה-לייט מופחתים באופן משמעותי את שיעורי הזיהום (OR 0.25, 95% CI 0.12-0.52) אך ציין heterogeneity משמעותית בסוגי ציפוי, אינדיקציות כירורגיות, והמשך מעקב אחר סופרים בשם עבור ניסויים מרובים מרוכזים כדי לספק ראיות אקראיות כדי לספק ראיות.

אחד המוצרים המתקדמים ביותר בתחום זה הוא ציפוי GentooTM (מתפתח על ידי חברה גרמנית), המשלב שכבת יון כסף עם פולימר הידרופילי על טיטניום.זה קיבל סימון CE לשימוש בשתלי טראומה וכעת הוא מוערך לשימוש תרד. דוחות מוקדמים ממחקר טייס ב-25 חולים עם סיכון גבוה (diabetes, השמנת יתר) הראה זיהומים ב -6 חודשים, אם כי יש צורך יותר מעקב.

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות תוצאות מעודדות, יש להתגבר על כמה אתגרים לפני ציפויים עמידים ביו-סרטים, הופכים לסטנדרט של טיפול בשתלים בעמוד השדרה.

(FLT:0) עמידות לטווח ארוך ודבקות.IRLT:1 חייב לעמוד בלחצים המכניים של השתלה (הסתה נגד העצם) ונשאר שלם למשך החיים של השתל (לעיתים קרובות עשרות שנים) דלמינציה של שכבות יכול לשחרר חלקיקים גורמים דלקת או להפוך משטחים חדשים עבור דאגה חיידקית.

(FLT:0) ביו-התאמה ושילוב העצם.Build.veFLT:1 ; ציפוי אידיאלי לא רק מונע זיהום אלא גם מקדם אוסטאוטנטופורציה - הקשר המבני הישיר בין עצם וplant. כמה ציפויים אנטי-מיקרוביאליים (למשל, כסף גבוה אדפטי) יכול לפגוע בתפקוד אוסטיאובסטופלסטי.

(FLT:0) regulatory Pathway.FLT:1 בארצות הברית, רוב ציפויים מיקרוביאליים מסווגים כמוצרים שילוביים (שילוב של תרופות-דרון) על ידי ה- FDA, המחייב אישור טרום-שיווק או PMA עם נתונים קליניים נרחבים.העלויות והזמן ניתן לאסור על חברות קטנות יותר. in Europe, תקנה רפואית (MDR) הידרדרה לדרישות לחידוש, הדורשות ראיות קליניות, למרות ביצועים לא-Depticials, למרות ביצועים אלה.

(FLT:0) Cost-יעילות.FLT:1u מוסיף ציפוי ביו-סרטוני בעל אחריות מגדיל את המורכבות של הייצור ואת העלות היחידה. A 2022 כלכלת ניתוח חסכוני העריך כי פדריקול מכוס כסף עלות של 150 דולר יותר להשתלת יהיה יעיל אם זה מנע רק 1.5 זיהומים ל-100 נהלים, בהתחשב בעלויות של ניתוח (35,000 $).

(FLT:0) ציפויים פונקציונליים (Multi-functional) .IRLT:1) העתיד נמצא בציפויים המשלבים כמה מצבי פעולה משלימים: שכבת בסיס אנטי-adhesive (hydrophilic או ננודור), גידול מתמשך של מינרלים אנטי-מיקרוביאליים (silver או אנטיביוטיקה), ומרכיב ביופילמטי (anzy or QmeSI) הם גם חומרים מעכבים את הציפוי-מיקרו-מיקרו-מיקרוביולוגיה (חומרים) ו-חומרים (חומרים).

מסקנה

היווצרות ביופיל על שתלים ספינל נשאר אתגר קליני עצום, אבל צינורות של טכנולוגיות ציפוי חדשניות מציעה תקווה אמיתית.מ חלקיקים כסף ופולימרים הידרופיליים הידרופיליים לציפויים חכמים ו מעכבי quorum-sensing מעכבים, כל גישה תורמת לזיהומים ייחודיים של החדר לאימוץ קליני דורש הוכחה חזקה מניסויים קליניים מעוצבים היטב, אופטימיזציה זהירה של עמידות וגמישות מעשית, כדי לשפר את הציפוי מעבדה יעילה יותר ויותר, הם יכולים להיות יעילים עבור תרופות מתקדמות.

(ב) ◄ [13]

  1. רלינג KA, et al. Silver-coated מברגים להפחית את הזיהום במודל ארנב: מחקר מבוקר.FLT:0SpineveFLT:1 2021;46:E675-E682.
  2. ג'אנג ל, et al. Zwitterionic פולימרים ציפוי טיטניום מופחתת של מתחומת חיידקית ושיפור תאימות osteoblast.FLT:0ACS Appl Mater Interfacesph 1 2021;13(1):1229-1239.
  3. חאן מ', וכן אל-קואום מעכבים למניעת ביו-סרטים על שתלים רפואיים: ההתקדמות הנוכחית והנקודות מבט עתידיות.
  4. סמית', et al. Cost-יעילות של שתלים עם מיקרוביאלי עבור היתוך השדרה: ניתוח מודל מארקוב:0J Bone Joint Surg AmcioFLT:1 2022;10400)54-1363.