超级英雄物质用于新型骨植入物以对抗感染
在悉尼大学的领导下，一个国际团队开发了一种新型的骨植入物，可以减少感染的几率，从而大大降低植入物的失败率。在澳大利亚，五分之一的传统髋关节和膝关节置换术在10年后失败。
新骨悉尼大学领导的一个国际团队开发出了一种可以同时减少炎症和防止生物膜(微生物)形成的植入物，这种生物膜通常会导致感染和植入物失败。
传统的骨科植入物在澳大利亚越来越普遍，因为我们的人口老龄化，患有骨质疏松症，他们有越来越多的机会接受手术。例如，在2020年，进行了170多万例关节置换手术。然而，植入物的失败率很高——髋关节和膝关节置换术10年的平均失败率约为20%。这种失败会导致患者经历不必要的痛苦，以及不得不接受翻修手术，这对他们、他们的家人和医疗系统来说都是一笔巨大的费用。
由悉尼大学领导的团队开发的更安全的有机植入物估计可以将植入失败率降低到1%以下。
它们富含镓(一种安全且高度抗菌的化学元素)和防御素——一种自然存在于我们体内的抗菌生物分子。研究人员将镓和防御素添加到聚乳酸(PLA)，一种常用的种植材料。聚乳酸是一种可生物降解的塑料，从玉米淀粉、木薯或甘蔗等可再生资源中提取。
镓是通过澳大利亚核科学与技术组织(ANSTO)加速器科学中心的兆伏粒子加速器添加的，镓离子被射入植入物的表层。
ANSTO加速器科学中心负责人Ceri Brenner博士说:“看到加速器物理学家和生物材料科学家共同合作，为这一鼓舞人心的应用设计未来的材料，真是太棒了。”
该实验的概述已发表在ACS应用材料与界面．
“卧底特工”对抗感染
“镓是一种可以用来对抗感染的卧底特工，”主要作者、悉尼大学纳米研究所的Wojciech Chrzanowski教授说，他是医学与健康学院纳米医学研究的负责人。
“镓看起来像铁，可以利用细菌对铁的需求来诱骗它们吸收它。一旦进入细菌细胞，镓会破坏它们。
“所以，在骨头植入物的情况下，当外来物质被引入体内时，它非常容易受到感染，镓是一种超级英雄物质。防御素是一种蛋白质，对细菌(以及真菌和一些病毒)也有活性，是我们免疫系统的天然组成部分。”
与对照组相比，镓和防御素一起将骨头表面细菌的数量减少了近90%。
此外，防御素和镓都减少了45%的长期炎症，通过减少免疫细胞对植入物的反应。然而，骨表面显示短期炎症增加，这被认为是开始愈合。
悉尼大学博士生、研究联合负责人Kamini Divakarla说:“由于我们使用了可生物降解的PLA，涂层在达到预防感染的目的后会降解。”
研究人员的下一步将是测试这种新方法植入物使用抗生素耐药菌株，并确保植入物促进骨骼形成和愈合。
