摘要
伴糖尿病骨缺损的患者体内存在过度的氧化应激和较高的细菌感染风险。虽然生物医学材料已广泛应用于临床医学，但是，单纯植入物由于生物惰性、应力屏蔽作用、缺乏抗菌性能和抗氧化性能等不足从而无法有效应对伴糖尿病骨缺损患者体内复杂的微环境。因此，表面修饰的功能性植入物已被开发为提高骨植入手术成功率的有前途的工具。在此，以聚醚醚酮（polyetheretherketone,PEEK）为研究对象，开发一种逐层自组装（LBL）策略改造PEEK以引入抗氧化和抗菌性能用于伴糖尿病感染性骨缺损的治疗。本论文第一章节，建立LBL技术将单宁酸（TA）、硫酸庆大霉素（GS）和PluronicF127（PF127）修饰于经H2SO4处理后形成的具有3D结构的SPEEK表面获得多功能改性PEEK（SP@(TA-GS/PF)*3）。接着对其表面形态、结构变化、亲疏水性等物理化学性质进行表征，并进一步探索不同成分在PEEK表面的组装方式；评价改性PEEK清除ROS的潜力。本论文的第二章节，通过体外抗菌、细胞实验证实所制备的SP@(TA-GS/PF)*3具有优异的持续抗菌活性并具备增强成骨细胞（MC3T3-E1）增殖、分化能力，这些结果说明改性的SP@(TA-GS/PF)*3具有促进植入物骨整合所需的成骨性能。此外，模拟糖尿病患者体内过度氧化应激的微环境，针对H2O2损伤后的HUVEC和MC3T3-E1，SP@(TA-GS/PF)*3能够有效清除ROS从而促进H2O2损伤的细胞的生长，并促进H2O2损伤后的内皮细胞分泌VEGF以促进新生血管形成。本论文的第三章节，建立糖尿病大鼠模型，通过大鼠皮下植入和感染性骨缺损植入模型分别考察血管生成和改性植入物的骨整合性能。影像学和组织病理分析结果验证SP@(TA-GS/PF)*3具备促血管生成以及抗菌性从而应对糖尿病背景的感染性骨缺损的疗效。这项研究结果表明，通过LBL策略辅助PF127的TA和GS修饰植入物可以增强骨植入物应对糖尿病患者感染条件下骨缺损愈合的有效工具，也预示着抗氧化和抗感染功能改良的植入物在糖尿病骨整合中的临床应用潜力。
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