近年来，人工种植材料在应用上取得了一定的进展，但种植体相关感染和种植体-骨界面间骨结合不充分的问题仍有待解决。
一旦感染，可能导致伤口愈合不良，甚至植入物松动或失败。目前，在生物材料表面掺杂适当的重金属元素等多种抗菌物已被证明具有良好的抗菌效果。然而，过量的金属浓度会对人体产生明显的细胞毒性，尤其是永久性骨科植入物。
除了细菌感染外，骨结合不足也是骨科植入物的一个重要问题。种植体植入后涂层脱落的问题是不可预测的，这可能会影响种植体在临床使用过程中的长期稳定性。
近日，苏州大学附属第一医院骨科在期刊ACS Appl. Mater. Interfaces上发表了题为：Facile and Versatile Surface Functional Polyetheretherketone with Enhanced Bacteriostasis and Osseointegrative Capability for Implant Application的研究论文（IF=9.229）。该团队通过水热处理和贻贝化学的结合，在聚醚醚酮(PEEK)生物材料表面制备了一种锂离子负载(Li+)/贻贝抗菌肽(AMP)，可提高骨结合及有效抑制种植体相关感染。
近年来，各种各样的杀菌剂被开发用于生物医学材料的修饰以抑制植入相关感染。其中，抗菌肽（AMPs）因其对细菌的广谱抗菌活性强、长期稳定性好、耐药低而成为近年来备受关注的感染性疾病治疗创新候选药物。
但天然抗菌肽毒性大、活性低，生产过程中抗菌肽的检测是一个主要问题。带有正电荷和疏水氨基酸的短阳离子肽是天然AMPs的有效替代品，通过固相多肽合成和化学衍生很容易得到。
海洋贻贝具有的多种儿茶酚氨基酸-丰富的蛋白质，容易形成共价键，以及底物与DOPA的邻苯二酚基团之间可形成非共价相互作用，几乎可以粘附在所有底物上。此外，含锂的生物材料具有血管生成、骨骼形成和组织愈合的能力。
基于此，研究人员采用了一种来自贻贝的肽模仿策略，将一种富含rw的阳离子AMP引入植入物，并将PEEK磺化形成三维多孔结构，更有利于骨髓间充质干细胞的粘附和增殖。
抑菌实验结果进一步证实，SPEEK-AMP和SPEEK-Li-AMP通过破坏菌膜结构，使菌浆在体外流出，可有效杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。
氯化锂可调节骨髓间充质干细胞的成骨分化，增加骨量形成。为了进一步研究锂离子对骨髓间充质干细胞分化的影响，研究团队评估了成骨细胞相关基因和蛋白的表达。与其他组相比，SPEEK-Li和SPEEK-Li- amp组成骨相关基因和蛋白，如ALP、OCN和Runx-2的表达增加，提示Li+的释放促进骨髓间质干细胞成骨分化。
感染模型的体内实验表明，多功能PEEK植入物的杀灭细菌的效率为95.03%。此外，在大鼠股骨体内，SPEEK-Li和SPEEK-Li- amp组间的新骨形成数量显著增加。
在非感染模型中，与纯PEEK种植体相比，多功能PEEK种植体加速了种植体-骨界面的骨整合。
由于种植体的抗菌性和骨整合性较复杂，在临床应用中并不容易。在未来的研究中，研究团队计划对改良材料的安全性和对MRSA细菌的耐药性做进一步的研究，以达到更好的临床应用效果。
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