Spinal Implant Kaplamaları Gelişen Trendler Biyofilm Formasyonunu Önlemek için

Spinal füzyon ameliyatları giderek yaygın hale geldi, implantasyon, kırıklar ve dengesizliğe yol açan yüzlerce prosedürle birlikte, kalıcı bir tehdit olarak kaldı: Cerrahide tedavi masraflarının 100 bini üzerinde olduğu görüldü ve bu tedavi yöntemlerin çoğu zaman biyofilm ile ilgili enfeksiyonlar, implantasyon, kırıklıkları ve dengesizliği dahil olmak üzere yıkıcı komplikasyonlara yol açıyor.Bu implantlar mekanik stabiliteyi geri yüklemeye ve revizyon cerrahisi için ihtiyaç duyuyor. Ekonomik yük önemli, tedavi maliyetlerin çoğu zaman 100.000'i aştı.

Spinal İmplantlar üzerinde Biofilm Formasyonunu Anlamak

Biyofilmler, bakterinin kendi ürettiği ekstra hücreli polimerik madde (EPS) polisaccharides, proteinler, nükleik asitler ve lipidler ile yapılandırılırlar.Omur implantta, biyofilm oluşumu dört farklı aşamaya kadar devam eder: (1) ilk geri dönüşümlü enjeksiyonlar implant yüzeyinden gelen bakterilere geri dönüşümlü olarak geri dönüşümlü olarak, (2) immünalasyon molekülleri, (3) büyüme ve EPS üretimi mikrokolonasyona yol açar.

Omur implant enfeksiyonlarına dahil edilen en yaygın patojenler şunlardır:0)Staphylococcus aureus[Dönetici:2)Staphylococcus epidermidis) ve diğer koagulase-negative staphylococcicus aureus[tr) özellikle yüzey proteinleri ve quorum-sensing sinyal yolları ile kontraseptif bir tasarıma ulaşmada bir rol oynar.

Sorun, omur implantlarının genellikle büyük, karmaşık geometrilerin ABD'de yılda sadece sterilize edilmesi zor olan tıkanmaları veya diyabet gibi komplikasyonları olduğu veya sigara içme tarihi ile karıştırılır.

Gelişen Kaplama Teknolojileri

Biyofilm oluşumuna hitap etmek için, araştırmacılar, biyofilm geliştirme yollarına müdahale eden geniş bir kaplama stratejisi geliştirdiler: Şu anda klinik deneyler altında en umut verici teknolojileri araştıran veya biyofilm geliştirme yollarını etkileyen bakteri, anti-adhesive kaplamalar.

Antimik Kaplamalar: Gümüş, Bakır ve çinko Ions

Silver, yüzyıllar boyunca antimikrobiyal bir ajan olarak kullanılmıştır ve omur implantlarda modern incarnasyon – normal nanopartiküller (AgNPs) – bakteri membranlarını bozan Ag+ iyonların serbest bırakılması, bakteri adlarını ve biyofilm formasyonunu olumsuz yönde azaltan polimerler ile birlikte kontrol altına alınıp, diğer gümüş çevrimlerde de olsa da, gümüş kaplamalarda gümüş bir şekilde yükseltilebilir.

Bakır ve çinko iyonları da geniş çaplı antibakteriyel aktiviteye karşı gösterilen etkinliği sergiliyor. Bakır iyonları, Proaktif oksijen türlerini (ROS) üreten, çinko iyonik enzim fonksiyonunu müdahale ederken, bu yüzden araştırmacılar bana göz ardı edilen pilavun-uyargılı silik veya hidroxyate matrisleri kullanarak kontrol altına alıyor.

Hidrophilic ve Nanoyapılı Yüzeyler

En toksik olmayan yaklaşımlardan biri, hidrofobik bakteri içi adlarını azaltmak için yüzey fizyko-kimyayı daha az hospitable forbacterlic kaplamalar için bir su-lik yüzey yaratır, hidrofobik asitler için sıvı yağdırır (PEG) ve pH benzeri karbonu azaltır.

Nanoyapılı yüzeyler, nanobiyolojik yüzeylerden ilham alır - fiziksel mimari bakteri membran bütünlüğünü bozar veya stabil ekseğe karşı dayanıklıdır.Innosiste nanolitler, nanogrooves veya nanoporlar gibi - bazı yüzeyler kimyasal maddelere güvenmiyor ve örneğin, nano-parçacık yüzeylerdeki temel kimyasal maddelerdeki temel kimyasal maddelerde cerrahiye dayalı bir şekilde kimyasal implantasyona neden oluyor.

Yerel Antibiyotik Teslimat için Uyuşturucu-Eluting Kaplamaları

Sistemik antibiyotikler genellikle implant yüzeyinde yeterince konsantrasyon elde edemezler çünkü biyofilme girenler için. Uyuşturucu-uygun asit gibi polimer matrikslere hitap edin, doğrudan enfeksiyon yerinde antibiyotik veya hipnoz asitleri içerir.

Klinik araştırmalar, antibiyotik tedavisi için klinik çalışmalar kemik boşluğu dolguları ve çimento uzayları, eklem arthroplasti'nde enfeksiyon önleme konusunda söz verdi, ancak omur implant uygulamaları hala sınırlı.A 2023 study inurFLT:0)Gazete Araştırması[FLT][Dönemli Hidrokyapatit kaplamalar için tıkanma kaplamaları önlemek için, tüm antibiyotik cerrahilerini önlemek için, yeni antibiyotik cerrahilerini sağlamak.

Biofilm-Disrupting Kaplamalar: Enzymes, Quorum Sensing Inhibitors ve Bacteriophages

Bakterileri doğrudan öldürmenin yerine, bazı kaplamalar biyofilm matrixini ortadan kaldırmayı veya bakteri iletişimini bozmayı hedefliyor.Inzymes such DNase I, dispersin B (bu hedefler polisaccharide intercellular adhesin in staphylococci), ve α-amylase, biyofilmleri antibiyotiklere ve bağışıklık sistemlerindeki enzimleri daha hassas hale getirmek, ancak uzun vadeli stabilite ve aktiviteyi sağlamak uzun vadeli bir zorluktır.

Kontra algılama inhibitörleri (QSI) gibi kürkütün türevleri, kurtarıcı moleküllerin (örneğin, lenslerden gelen QSI:0)S. aureus) QS inhibitörü veya Bathelitannin gibi doğal bileşikler, biyofilm maturasyon koordinatörü ile müdahale eder; henüz QSI moleküllerin göz ardı edilen silikon kaplamaları dirençli olmayan kimyasal kaplamalar için biyofilm oluşturma işlemine karşı dirençlidir.

Bacteriophage terapisi - özellikle de bakteriye karşı hassas bir silah olarak dikkat çekmek - biofilme karşı hassas bir silah olarak dikkat çekmek. Phage-loaded kaplamalar üzerinde ortopedik cihazlar in vitro ve hayvan modellerinde test edildi, ilaç-ıhtiyacılığa karşı gösterilen sorunlar, ev sahibi aralıklara karşı olumsuzluklar, vücutlarında olumsuzluk ve çeşitli farmasajlar için potansiyelleri içerir.

Akıllı Kaplamalar Bakteriyel Aktiviteye Yardımcı

Bir sonraki kaplamalar “akıllı” veya “sponsive”, antimikrobiyal ajanlar sadece bakterisel bir tehdit tespit edildiğinde, pH-responsive kaplamalar, yerel ortamda sadece pH'ın altında asitlik (veya bakteri metabolizmasının tipik bir sonucu) A.Ş.:0) Bir başka yaklaşım, bakterisel olmayan moleküllerin (tekrarlı) en azametleri tarif ettiği zaman, antimikrobiyal peptid LL-37'nin sadece pH'ı en aza indirdiği ve antimik olmayan bir antimik etki elde etmesidir.

Klinik Kanıt ve Vaka Çalışmaları

Birçok kaplama teknolojileri laboratuvarda söz vermiş olsa da, omur implantlar için klinik kanıtlar sınırlı kalır.En çok yayınlanan çalışmalar in vitro veya hayvan modelleridir. Önemli bir istisna, geleneksel titanyum vidalarla kıyasla, 1 yıl boyunca gümüş toksisitenin olası bir incelemesi ile karşılaştırıldığında, çalışma, rastgele kontrol koşulları için bir kontamine edici olmayan bir kontrol grubudur.

Bir 2021 antimik kaplamaların veyatopedik cerrahide (omur implantları dahil) bulguların 14 klinik çalışması dahil edildi ve bu gümüş-kodlu ve antibiyotik-eluting kaplamalarının önemli ölçüde azaltıldığını tespit etti (OR 0.25,% 95 CI 0.12-0.52), ancak kaplama türlerinde önemli heterojenliği kaydedildi, cerrahi göstergeler ve takip süreleri takip etti.

Bu alanda en gelişmiş ürünlerden biri GentooTM kaplaması (Alman şirketi tarafından geliştirilmekte), bu da titanyum üzerinde bir hidrofilik polimeri ile bir gümüş iyon tabakasını birleştirir. Şimdi travma implantlarında kullanım için CE işareti aldı ve şimdi omur kullanımı için değerlendiriliyor.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Sonuçlara rağmen, biyofilme dayanıklı kaplamalar, omurga implantlarında standart bakım haline gelir.

[FONT:0] Uzun vadeli dayanıklılık ve hoşgörüsüzlük.[DÜT:1] Kaplamalar implantasyon mekanik streslere karşı olmalıdır (gösterme karşı) ve implantın ömrü boyunca (örneğin on yıllar boyunca) Delaminasyon tabakalarının incelenmesi, bu nedenlere bağlı olarak veya yeni yüzeyler haline gelebilir.

[FONT:0]Biocompatability ve kemik entegrasyonu.[DÜT:1] İdeal bir kaplama sadece enfeksiyona engel değildir, aynı zamanda kemik ve implant arasındaki doğrudan yapısal bağlantı. Örneğin, son bir çalışma bir vankotik-parlanmış polimer üst tabakası, iki kat daha iyi bir tavşan kaplaması tasarlamaktadır: hem de kemik büyümesi hem de dışsal bir tabakayı teşvik etmek için iki kat daha iyi bir antimikrobiyal tabaka.

[FONT:0]Yönergesel yol yolu [Dönergesel yol] ABD'de, çoğu antimik kaplamalar, FDA tarafından kombinasyon ürünleri olarak sınıflandırılmıştır, ön pazar onayını veya PMA takviyesi gerektiren, geniş klinik verilerle birlikte, yasal düzenlemelere rağmen, yüksek oranda implant enfeksiyonlarına ihtiyaç duyan teknolojilere karşı yüksek oranda geri dönüş gösterebilir.

[FONT:0]Cost-t-tüzücüklüğün% 3'ü eklediği için, bir biyofilme dayanıklı kaplamanın üretim karmaşıklığı ve ünitesi maliyeti artırdığını varsayar.A 2022 sağlık ekonomisi analizi, gümüş kaynaklı bir pedicle vidalamanın, sadece 100 işlemden daha pahalıya mal olması durumunda, revizyon cerrahisinin maliyetinin (~$35,000) dikkate alındığında, kontrasepsiyonel kullanım için ekonomik olarak daha düşük olduğunu tahmin eder.

[FONT:0) Çok fonksiyonel kaplamalar.[[Dönetici:0) Geleceğin muhtemelen birkaç tamamlayıcı eylemi birleştiren kaplamalarda yatıyor: ev sahibi hücreleri (hidrasyonel veya nanoyapılı) ve rekabetçi bir antibiyoloji (silver veya antibiyotik) ile enfekte olan antibiyolojik kaplamalar ve biyofilm-disrupting bileşeni (enzyme veya QSI) araştırmacılar ayrıca ev sahibi hücreleri (örneğin, mesenchymal kök hücreleri) etkileyen anti-profeksiyonel kök hücrelere karşı çıkıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Omur implantlarda biyofilm oluşumu, uygun klinik bir meydan okuma olmaya devam ediyor, ancak yenilenen klinik denemelerden, dayanıklılık ve biyokompresyonlardan akıllı duyarlı kaplamalara ve quorum-sensing inhibitörlerine kadar her yaklaşım, her türlü yaklaşımın benzersiz güçlü kanıtlara sahip olması, milyonlarca işbirliğine dikkat edilmesi ve ekonomik üretime devam etmesi için dünya çapındaki gerekli olan hastalıkların tedavisine olan potansiyele sahipler.

[FONT:0)Dönemli Referanslar[Dönemli:0)

1. Roehling KA, et al. Silver-coated pedicle vidalar bir tavşan modelinde enfeksiyon azaltır: kontrollü bir çalışma. )Spine) 2021;46(12):E675-E682.
2. Zhang L, et al. Zwitteronik polimer kaplamaları, bakteri temizlemesini azaltıp osteoblast uyumluluğunu geliştirdi.]0)ACS Appl Mater Interfaces) 2021;13:1229-1239.
3. Khan M, et al. Quorum, tıbbi implantlarda biyofilm önleme için inhibitörleri: mevcut ilerleme ve gelecekteki perspektifler.]0)Front Microbiol) 2022;13:855316.
4. Smith S, et al. Antimikrobiyal implantların omurga füzyon için uygun olması: Markov modeli analizi.urFLT:0)J Bone Joint Surg) 2022;104(15):1354-1363.