抗菌钛合金的生物学功能研究

基本信息
批准号:81271957
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:张余
学科分类:
依托单位:中国人民解放军南部战区总医院
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:任玲,赵华福,李梅,马政,蓝国波
关键词:
生物学功能抗菌钛合金抗菌机理
结项摘要

The metal implant materials such as stainless steels, titanium and its alloys have shown good biocompatibility, comprehensive mechanical properties and processing performance, which are widely used in fabrications of implanted medical devices including orthopedic implants and artificial joint prosthesis.But statistics showed that the rate of infection incidences for total hip arthroplasty is 0.5-3.0% and that for tumor prosthesis replacements is 5-35%.How to reduce and even prevent these infections has become one of the important issues to be solved in the medical field. Offering the metal implants a significant antibacterial function by addition of antibacterial metal element such as Cu, without change of the original physical and chemical properties, is becoming a hot topic of current research on materials. The objective of this project is to study a Cu-bearing antibacterial titanium alloy,Ti-6Al-4V-3Cu, by a combination of the medical study and the relevant material study. Studies on typical antibacterial properties and the relevant mechanism, including the anti-infection behavior in animals, for the newly developed antibacterial titanium alloy will be systematically conducted, and the cytotoxicity of osteoblasts and bone tumor cells will be performed to deeply evaluate the biosafety of the alloy, which will provide the scientific evidences for the research, development and clinical application of the novel antibacterial titanium alloy.

金属植入材料(不锈钢、钛及其合金)具有良好的生物相容性、综合力学性能及机械加工性能,已被广泛应用于骨科内固定物及人工关节假体等植入器件的制造。但统计表明,首次全髋关节置换术后的感染发生率在0.5-3.0%,肿瘤性假体置换的感染率更达到5-35%。如何减少和避免这类感染发生已成为医疗领域亟待解决的重要问题。通过在金属植入材料适量加入具有抗菌作用的金属元素(如Cu),在不损害原有金属理化性能的前提下,可以使金属植入物具有明显的抗菌作用,正在成为材料研究的一个重要发展方向。本项目以通过在Ti-6Al-4V中添加Cu元素而开发的新型抗菌钛合金为研究对象,采用医学与材料学相结合的研究方式,从分子、细胞、动物水平上系统研究该新型材料对典型致病菌的杀灭作用及抗菌机理,同时通过研究该材料对成骨细胞和骨肿瘤细胞的影响,深入评价其生物安全性,为抗菌钛合金新材料的研究发展与临床应用提供科学依据。

项目摘要

金属植入材料具有良好的生物相容性、综合力学性能及机械加工性能,已被广泛应用于骨科内固定物及人工关节假体等植入器件的制造。但统计表明,首次全髋关节置换术后的感染发生率在 0.5-3.0%,肿瘤性假体置换的感染率更达到 5-35%。如何减少和避免这类感染发生已成为医疗领域亟待解决的重要问题。通过在金属植入材料适量加入具有抗菌作用的金属元素(如Cu),在不损害原有金属理化性能的前提下,可以使金属植入物具有明显的抗菌作用。系统研究了抗菌钛合金Ti-6Al-4V-5Cu在动物体内外环境中对典型细菌的杀灭作用,初步获得了抗菌钛合金的抗感染机制,并对其生物安全性进行了综合评价,分析了其作为骨科新型植入材料的有效性和可行性,为研发具有自主知识产权的新型功能性金属植入材料提供科学依据,

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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