《细菌生物膜在心血管生物材料细菌粘附中的作用》

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该项目在研究生物材料细菌粘附的基础上,建立心血管外科常用生物材料-聚氯乙烯(PVC)材料表面细菌生物膜体外模型,动态观察PVC材料表面细菌生物膜的结构;探讨细菌生物膜在心血管生物材料细菌粘附中的作用,分别从细菌生物膜形成的不同阶段,探讨采用不同药物对心血管生物材料进行表面改性后对细菌生物膜形成的影响。

结果表明:

①该课题组建立了心血管PVC材料表面细菌生物膜体外模型,提示PVC材料表面细菌生物膜的形成是一个动态过程;PVC材料表面细菌群落数量及细菌生物膜厚度的增加与时间的变化有关,细菌生物膜是具有高度组织化多细胞群体结构,这可能是造成生物膜内细菌具有抗药性及生物材料植入感染反复发作的主要因素;

②不同细菌对不同血浆蛋白预处理的心血管生物材料有不同的粘附作用;血清白蛋白能减少金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌对涤纶和聚四氟乙烯的粘附;纤维连接蛋白、纤维蛋白原、层粘连蛋白能增加金黄色葡萄球菌对涤纶、聚四氟乙烯的粘附;

③抗胞外粘质物抗体能抑制涤纶材料表面表皮葡萄球菌生物膜的形成;

④金黄色葡萄球菌表面蛋白丝氨酸蛋白酶能抑制涤纶材料表面金黄色葡萄球菌生物膜的形成;

⑤不同溴代呋喃酮对PVC材料表面细菌生物膜形成的影响不同,选用合适的溴代呋喃酮对生物材料进行表面改性,可有效抑制生物材料表面细菌生物膜的形成。

该项目建立了心血管生物材料表面细菌生物膜体外模型,为进行心血管生物材料植入感染研究提供可靠的实验模型和先进、科学的研究方法,在研究方法上具有独创性,避免了传统研究方法对细菌生物膜结构的破坏;自2007年以来,昆明医学院第三附属医院、昆明医学院第二附属医院、福建省立医院、山东省菏泽市立医院及香港中文大学公共卫生学院将该研究建立的实验模型研究方法广泛用于生物材料植入感染研究,取得了较好的成果;该项目从生物材料表面细菌生物膜过程的不同阶段寻找有效抑制细菌生物膜形成的方法,研究结果为进行心血管生物材料表面改性研究、临床生物材料植入感染的防治及指导临床抗生素的应用提供了科学的实验和理论依据;研究成果对降低心血管生物材料植入感染的发生率和生物材料植入感染患者的住院费用起重要作用,具有重要的科学意义和社会价值。

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