2016年10月杂志俱乐部:生物材料表面的粗糙度演变

作为一个例子，我们从力学角度讨论细菌粘附受生物材料表面粗糙度影响的种植体相关感染:

1.植入物相关感染是许多生物医学设备失败的主要原因，是由细菌粘附在生物材料表面引起的。种植体相关感染很难治疗，例如，关节置换术感染可能发生在人工种植体周围深处。

2.微生物粘附和随后的生物膜形成是由范德华引力、静电斥力和表面疏水性介导的。这些力的优势取决于微生物与表面之间的距离，通常在大于50纳米的距离上，范德华力是主要因素，而在更近的距离(10 - 20纳米)上，范德华力和静电相互作用的结合控制着细胞的粘附。

3.种植体表面粗糙度是与细菌粘附过程相关的重要特性，表面的不规则性通常会促进细菌的粘附和定植。

4.对于用于医疗植入物的金属，所需的表面粗糙度通常低于10纳米。在纳米尺度上，粗糙的表面促进了摩擦，从而降低了细菌的流动性;这种无根的环境促进了生物膜的生长。

5.为了降低医疗植入物表面的粗糙度，纳米表面形貌是控制细菌粘附程度的重要手段。

6.种植体周围是软硬组织，以及腐蚀性的体液。最初的纳米级光滑表面的粗糙度是否会增长或衰减对植入装置至关重要。

7.对于浅化学腐蚀的应力金属植入体，低于临界值的空间频率粗糙度增大，而高于临界值的空间频率粗糙度衰减。

8.较粗糙的表面对电子从峰中逸出的约束较低，导致化学势较低。

引用:

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