马天鹰 柯松 冉天飞 吴芳 何静 吕明锐 王敏

    (中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院骨科，重庆 400037)

    人工关节置换术是骨科领域的革命性进步，使许多骨关节疾病终末阶段的患者得以康复。假体周围感染(prosthetic joint infection,PJI)是人工关节置换术后灾难性的并发症，也是导致人工关节失败的主要原因之一[1]。因PJI进行翻修手术除了会给患者带来庞大的经济负担，也会在术后出现更多的并发症增加患者的痛苦。随着手术技术的提高和无菌观念的加强，PJI 发病率在逐年下降。目前全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)感染率为0.5%～2.0%，全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)的感染率为1%[2]。但是随着关节置换手术的总量逐年增加，PJI绝对数量也在迅速增长[3]。通常认为PJI最常见的机制是细菌通过血行播散或直接定植在假体金属表面，进而在假体/组织界面黏附形成细菌的生物被膜[4]。而生物膜一旦形成后，抗菌药物难以起效果，往往需要进行清创手术取出假体，部分患者需进行二次甚至多次手术[5]。生物膜作为细菌在假体上的主要存在形式，也是PJI 诊治的关键难点[6]。因此如何减少细菌在假体表面黏附是预防PJI 的研究重点。假体表面结构特性在这一过程中起到决定性的作用。近些年，人们逐渐认识到人工关节材料表面微结构，如形貌、成分、能量状态、亲(疏)水性、电荷和导电特性可决定细菌的黏附能力[7]。因此对假体材料表面改性也成为材料抑菌性能研究的热点。

    钛合金材料和钴铬钼合金材料是骨科领域最常用的植入物材料。钛合金由于有与人体骨组织基本匹配的弹性模量，且具有抗腐蚀性能好、抗疲劳性能高、对人体无毒性等优点，而得到广泛应用[8]。但合金表面的抑菌性能有很大差异。有研究表明通过对材料表面改性，如表面化学组成、表面自由能、表面亲水性/疏水性、表面粗糙度等，可改变细菌在材料表面的黏附情况，从而降低内植物术后的感染风险[9]。

    本研究应用镀覆碳基薄膜(sp3 a-C/sp2 a-C:n-TiC)技术对钛合金人工关节摩擦表面进行改性。该碳基薄膜有高生物相容性与优异的自润滑性能，不易断裂，且硬度高于氧化铝陶瓷。可使超耐磨、高生物相容性人工关节摩擦界面设计理念成为现实。本团队使用该种镀覆碳基纳米薄膜钛合金(以下简称镀膜钛合金)材料制作人工髋关节球头产品拟开始临床试验，但该材料的抑菌性能尚不清楚。本研究拟就该种镀膜钛合金和目前临床最常见的人工关节金属材料钴铬钼合金进行体外抑菌实验比较 ......