Liberación de Cu a partir de recubrimiento de ácido poliláctico sobre titanio reduce la infección relacionada con implantes óseos
Autores: Zhang, Chengdong; Li, Xingping; Xiao, Dongqin; Zhao, Qiao; Chen, Shuo; Yang, Fei; Liu, Jinhui; Duan, Ke
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Liberación de Cu a partir de recubrimiento de ácido poliláctico sobre titanio reduce la infección relacionada con implantes óseos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Infección relacionada con implantes
Cobre
Ortopedia
Actividad antibacteriana
Biocompatibilidad
Curación de fracturas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
La infección relacionada con implantes (IRI) es un problema importante en ortopedia. El cobre (Cu) es un elemento traza esencial con fuerte actividad bactericida y, por lo tanto, presenta potencial para reducir la IRI. El presente estudio exploró una estrategia sencilla para liberar Cu de implantes de titanio (Ti), y realizamos un estudio preliminar para evaluar la viabilidad de este enfoque en la traducción clínica. Se prepararon recubrimientos de ácido poliláctico (PLA) que contenían diferentes concentraciones de iones de cobre en discos de Ti. La actividad antibacteriana y la biocompatibilidad de los implantes de Ti incorporados con iones de cobre se evaluaron utilizando Staphylococcus aureus, células madre mesenquimatosas de médula ósea (BMSCs) y modelos animales. In vitro, los recubrimientos produjeron una liberación explosiva de Cu en 12 h e inhibieron el crecimiento de manera dependiente de la dosis. Los recubrimientos preparados a partir de soluciones de PLA que contenían 0.5 o 1.0 mg/mL redujeron la viabilidad y la diferenciación osteogénica de las BMSCs, pero estos efectos se negaron después de que los recubrimientos se sumergieron en medio de cultivo durante 6 h. Cuatro semanas después de la implantación, los alambres K sin Cu desafiados con presentaron infección persistente y una curación de fracturas inferior a los otros tres grupos, mientras que los alambres recubiertos con Cu no mostraron evidencia de infección. Además, los alambres recubiertos con Cu colocados en conejos sin desafío mostraron una curación de fracturas superior a los otros tres grupos. Estos resultados sugieren que los recubrimientos de PLA que contienen Cu pueden ser un diseño efectivo para reducir la IRI sin afectar negativamente la curación ósea adyacente.
Descripción
La infección relacionada con implantes (IRI) es un problema importante en ortopedia. El cobre (Cu) es un elemento traza esencial con fuerte actividad bactericida y, por lo tanto, presenta potencial para reducir la IRI. El presente estudio exploró una estrategia sencilla para liberar Cu de implantes de titanio (Ti), y realizamos un estudio preliminar para evaluar la viabilidad de este enfoque en la traducción clínica. Se prepararon recubrimientos de ácido poliláctico (PLA) que contenían diferentes concentraciones de iones de cobre en discos de Ti. La actividad antibacteriana y la biocompatibilidad de los implantes de Ti incorporados con iones de cobre se evaluaron utilizando Staphylococcus aureus, células madre mesenquimatosas de médula ósea (BMSCs) y modelos animales. In vitro, los recubrimientos produjeron una liberación explosiva de Cu en 12 h e inhibieron el crecimiento de manera dependiente de la dosis. Los recubrimientos preparados a partir de soluciones de PLA que contenían 0.5 o 1.0 mg/mL redujeron la viabilidad y la diferenciación osteogénica de las BMSCs, pero estos efectos se negaron después de que los recubrimientos se sumergieron en medio de cultivo durante 6 h. Cuatro semanas después de la implantación, los alambres K sin Cu desafiados con presentaron infección persistente y una curación de fracturas inferior a los otros tres grupos, mientras que los alambres recubiertos con Cu no mostraron evidencia de infección. Además, los alambres recubiertos con Cu colocados en conejos sin desafío mostraron una curación de fracturas superior a los otros tres grupos. Estos resultados sugieren que los recubrimientos de PLA que contienen Cu pueden ser un diseño efectivo para reducir la IRI sin afectar negativamente la curación ósea adyacente.