本发明专利技术公开了光活化的植入体表面去污溶胶，其制法及应用，解决现有技术中不能在不破坏植入体表面的前提下，杀灭残留细菌及清除残余细菌胞外多聚物的问题，属于植入体感染治疗技术领域。本发明专利技术的光活化的植入体表面去污溶胶由包括过氧化物、氧缺陷型二氧化钛、赋型剂、水为原料的组分制成，表面去污溶胶中包括1‑300mg/mL氧缺陷型二氧化钛；表面去污溶胶中过氧化物质量浓度大于0.1小于等于40％。本发明专利技术应用了缺陷二氧化钛的光热，光催化和芬顿效应的协同效应，具有显著增强的杀菌去污效力。该去污溶胶具有温和广谱、不损伤正常组织和植入体表面原有结构或涂层、能彻底清洁植入体等优点，为感染植入体的去污清洁提供了一种有力的手段。
【技术实现步骤摘要】
光活化的植入体表面去污溶胶，其制法及应用
本专利技术属于植入体感染治疗
，具体涉及光活化的植入体表面去污溶胶，其制法及应用。
技术介绍
植入体的出现，极大的推动了医学的发展。人工骨关节、骨科钛板钛钉在治疗骨相关疾病，牙科植入体在治疗牙缺失方面都扮演着十分重要的作用。但是植入体周围常常伴发感染，感染多由细菌定植引起。在感染早期可通过抗生素对细菌进行杀灭，但往往因为治疗不及时细菌大量繁殖，在植入体的表面迅速形成细菌生物膜，此时的治疗变得十分棘手。由于细菌生物膜不是细菌的简单堆积，而是由细菌和细菌分泌的胞外基质(ExtracellμLarPolymerSubstrates，EPS)构成的三维网络结构，对外界刺激有很强的缓冲作用。EPS主要成分是多糖和蛋白质，其次为核酸、脂类等生物大分子，这些生物大分子堆积在一起，像堡垒一样保护着包埋其中的细菌，从而使抗生素对细菌的作用减弱甚至失效。因此生物膜一旦形成，抗生素治疗就显得苍白无力，若不及时治疗，随着植入体周围炎的进展，会出现植入体松动，脱落的状况，更甚者会引起菌血症危及生命，故植入体周围炎的治疗医学领域是一个亟待解决的问题。为了有效去除植入体表面的生物膜，手术清创配合化学药物是目前最常用的手段。通过手术切口暴露感染的植入体表面，对其表面的生物膜进行机械去除，如骨科常采用脉冲冲洗对植入体进行处理，牙科植入体采用刮治，喷砂等方式植入体进行表面处理。虽然机械去污可以去除绝大部分的生物膜，但是生物膜的残留是不可避免的，主要有以下几点原因：1)植入体表面的特殊结构，如牙科植入体表面的喷砂酸蚀粗糙表面让常规去污器械难以达到微米级凹坑内部。2)目前临床现存机械去污手段本身就存在去污能力有限的问题，比如脉冲冲洗，CharlesM.DavisIII等人研究(PμLseLavageisInadequateatRemovalofBiofilmfromtheSurfaceofTotalKneeArthroplastyMaterials，TheJournalofArthroplasty29(2014)1128–1132)表明，脉冲冲洗后膝关节置换体表面仍会残留细菌。3)术者操作的不可控性，不同的医生的操作存在差异，清创的效果也有好有坏。残留的生物膜包括残留的细菌和残留的EPS，其中残留的细菌可以通过化学药物，如3％过氧化氢，氯己定等进一步杀灭，但是这些药物多通过局部冲洗的方式杀菌，这种使用方式存在作用时间短，对细菌杀灭能力有限的问题，故化学药物处理后的植入体表面仍然可能残留活菌，其次，化学药物对生物膜的降解作用有限，即使细菌被杀灭，也会被EPS包裹附着在植入体的表面。残留在植入体表面的生物膜成分中存在G-菌细胞壁成分脂多糖(LPS)，G+菌细胞壁成分脂磷壁酸(LTA)等致炎分子，会引起植入体周围的炎症，EdwardM.Greenfield(Adherentlipopolysaccharideinhibitstheosseointegrationoforthopedicimplantsbyimpairingosteoblastdifferentiation，Bone52(2013)93–101)的研究表明，LPS会抑制牙科植入体骨再整合；DonaldY.M.Leung(StaphylococcusaureusLipoteichoicAcidDamagestheSkinBarrierthroughanIL-1eMediatedPathway，JournalofInvestigativeDermatology(2019)139)研究表明，LTA可以引起皮肤等软组织的炎症。所以目前，感染植入体表面的去污不彻底是亟待解决的科学问题。临床针对感染植入体表面深度去污的方法，主要有激光脉冲法、超声波法、光动力治疗等。激光由于具有较高的能量，在有效去除生物膜的同时，也会损伤植入体表面的涂层，超声波能有效去除生物膜，但是也存在残留的问题，而光动力治疗通过单线态氧对细菌有较好的杀灭作用，但是和化学药物类似，对生物膜降解作用有限。因此，提供一种高效、温和的感染植入体表面深度去污策略，在不破坏植入体表面的前提下实现残留细菌的杀灭和残余EPS的彻底去除，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提供光活化的植入体表面去污溶胶，解决现有技术中不能在不破坏植入体表面的前提下，杀灭残留细菌及彻底去除残余EPS的问题。本专利技术的目的之二在于，提供该植入体表面去污溶胶的制备方法。本专利技术的目的之三在于，提供该植入体表面去污溶胶的应用。为实现上述目的，本专利技术的采用的技术方案如下：本专利技术所述的光活化的植入体表面去污溶胶，由包括过氧化物、氧缺陷型二氧化钛、赋型剂、水为原料的组分制成，每mL所述表面去污溶胶中包括1-300mg的氧缺陷型二氧化钛；所述表面去污溶胶中过氧化物的质量浓度为大于0.1小于等于40％；。本专利技术的部分实施方案中，每mL所述表面去污溶胶中含有20～80mg氧缺陷型二氧化钛，所述表面去污溶胶中过氧化物的质量浓度为3％。本专利技术的部分实施方案中，赋型剂的用量以保证表面去污溶胶具有一定的粘稠度，涂敷在植入体表面不易流淌，可以维持在目标区域，也避免接触和损伤正常组织。作为优选，所述表面去污溶胶中赋型剂的质量浓度为0.5-9％，更优选为2-4％。本专利技术的部分实施方案中，所述过氧化物包括无机过氧化物或/和有机过氧化物；所述无机过氧化物优选过氧化氢；有机过氧化物优选过氧化脲、过氧乙酸、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基。本专利技术的部分实施方案中，所述氧缺陷型二氧化钛，具有氧空位和三价钛离子。本专利技术的表面去污溶胶的去污作用是基于氧缺陷型二氧化钛的三种特殊效应及其协同增强作用实现的。三种特殊效应包括光催化效应、类芬顿效应和光热效应。本专利技术的表面去污溶胶通过附形剂搭载氧缺陷型二氧化钛，赋予其在钛表面的附着能力，构筑了红光/近红外光控制的多功能纳米平台，该平台可凭借附形剂的流动性紧密充分地和植入体表面接触，在污染表面原位高效产生ROS和热,有效的杀灭残留活菌和瓦解EPS。所述光催化效应是指氧缺陷型二氧化钛在红光/近红外光照射下，产生光生电子和空穴，可以对吸附在其表面的有机物进行彻底降解。所述类芬顿反应是指，氧缺陷型二氧化钛由于有较强还原性的三价钛离子的存在，可以催化过氧化氢分解为羟基自由基，该催化反应受pH影响小，不产生二次污染。同时，我们发现该类芬顿反应受温度影响大，在20-60℃范围内随着温度的升高，对过氧化氢的催化效果越好。所述光热效应是指由于氧缺陷型二氧化钛较普通二氧化钛在波长400-2500nm的光谱范围内吸光度大幅提升，可在红光/近红外光的照射下可以将光能转化为热能。光催化效应、类芬顿效应以及光热效应的协同增强效应是指：1)氧缺陷型二氧化钛可以通过两条途径催化过氧化物的产生羟基自由基，包括①三价钛离子催化②光生电子催化，其本质都是提供电子给过氧化物，使其过氧键断裂，生成自由基；2)过氧化物在被氧缺陷二氧化钛激活的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.光活化的植入体表面去污溶胶，其特征在于，由包括过氧化物、氧缺陷型二氧化钛、赋型剂、水为原料的组分制成，所述表面去污溶胶中包括1-300mg/mL的氧缺陷型二氧化钛；所述表面去污溶胶中过氧化物的质量浓度为大于0.1小于等于40％。/n
【技术特征摘要】
1.光活化的植入体表面去污溶胶，其特征在于，由包括过氧化物、氧缺陷型二氧化钛、赋型剂、水为原料的组分制成，所述表面去污溶胶中包括1-300mg/mL的氧缺陷型二氧化钛；所述表面去污溶胶中过氧化物的质量浓度为大于0.1小于等于40％。
2.根据权利要求1所述的表面去污溶胶，其特征在于，所述表面去污溶胶中包括40-80mg/mL的氧缺陷二氧化钛，所述表面去污溶胶中过氧化物的质量浓度为2-10％。
3.根据权利要求1或2所述的溶胶，其特征在于，所述过氧化物包括无机过氧化物或/和有机过氧化物；所述无机过氧化物优选过氧化氢，有机过氧化物优选过氧化脲、过氧乙酸、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基。
4.根据权利要求1或2所述的溶胶，其特征在于，所述氧缺陷型二氧化钛具有氧空位和三价钛离子。
5.根据权利要求1或2所述的溶胶，其特征在于，所述赋型剂包括海藻酸钠、卡波姆。
6.根据1或2所述的溶胶，其特征在于，所述光包括可见光或/和近红外光，其中可见光波段为400-780nm，近红外波段为780-2500nm；可见光优选为白光或单色光源，近红外光光源可优选波长808nm的激光光源。...
【专利技术属性】
技术研发人员：田卫东，谢利，胡兴宇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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