2016年10月期刊俱乐部:生物材料表面粗糙度的演化

以种植体相关感染为例，本文从生物材料表面粗糙度影响细菌粘附的力学角度进行讨论:

1.植入物相关感染是许多生物医学设备失败的主要原因，是由细菌附着在生物材料表面引起的。种植体相关感染难以治疗，例如关节置换感染可能发生在人工种植体周围深部。

2.微生物粘附和随后生物膜的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，通常在距离大于50纳米时，范德华力是主要因素，而在更近的距离(10 - 20纳米)，范德华力和静电相互作用的组合控制细胞粘附。

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促进细菌粘附和定殖。

4.对于医用植入物中使用的金属，所需的表面粗糙度通常低于10纳米。在纳米尺度上，粗糙的表面促进摩擦，从而降低细菌的流动性;这种无梗环境加速了生物膜的生长。

5.为了降低医用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.植体周围有软硬组织，还有腐蚀性的体液。初始纳米级光滑表面的粗糙度是否会增长或衰减对于植入设备至关重要。

7.对于应力金属植入体，在浅化学蚀刻下，空间频率低于某一临界值的粗糙度增大，频率较高的粗糙度衰减。

8.粗糙的表面对电子逃离峰的约束较低，导致化学势较低。

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