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含铜不锈钢在泌尿系统疾病治疗中的应用研究取得重要进展
 
2016-11-14 | 文章来源:专用材料与器件研究部        【 】【打印】【关闭

  输尿管支架感染及结石是泌尿外科临床治疗中最为常见的并发症,对患者的生活质量造成了极大负担。金属所杨柯研究员领导的生物材料团队首次将具有多重生物功能的含铜不锈钢新材料应用于治疗输尿管狭窄治疗,以减少由于输尿管支架感染、结石等引起的治疗失效。近期研究结果表明,利用含铜不锈钢在尿液环境中持续和稳定释放微量铜离子的特点,含铜不锈钢具有抗泌尿感染、结石、促进内皮化及抑制纤维化等多重功能以及良好的生物安全性,具有重要的临床应用价值。

  基于含铜不锈钢独特的多重生物功能,杨柯团队首次设计一种新型含铜不锈钢输尿管支架,并申报了中国发明专利。团队成员博士研究生赵静的研究结果表明,含铜不锈钢对泌尿系统中主要致病性大肠杆菌生物膜的形成具有明显的抑制功能(见图1),并抑制感染性结石的形成(见图2)。此外,含铜不锈钢对尿道上皮细胞和尿道瘢痕成纤维细胞具有选择性作用,在促进内皮化(见图3)的同时,还兼具抑制纤维化的功能(见图4)。

  具有多重生物功能的含铜不锈钢是一类较为理想的新型泌尿系统植入材料,有助于降低临床中难以克服的由于植入器械而引起的并发症发生,为患者减轻痛苦及负担,同时拓宽了含铜不锈钢新材料在生物医学领域中的应用。相关研究结果已发表在Materials Science and Engineering: C 上(Jing Z, Cao Z, Ling R, Chen S, Zhang B, Rui L, Ke Y. A novel ureteral stent material with antibacterial and reducing encrustation properties.[J]. Materials Science & Engineering C, 2016, 68:221-228.)。

图1 大肠杆菌分别与316L-Cu不锈钢和316L不锈钢共培养4h、6h、8h、24h后,活/死细菌在材料表面粘附情况的激光共聚焦显微镜观察,绿色和红色分别表示活细菌及死细菌

图2 细菌分别与316L-Cu不锈钢(a)和316L不锈钢(b)共培养72h后,材料表面感染性结石形成情况的扫描电镜观察

图3尿道上皮细胞与不同材料浸提液共培养24h后,细胞迁移结果,表明316L-Cu不锈钢促进尿道上皮细胞的增殖

图4尿道瘢痕成纤维细胞与不同材料浸提液共培养24h后,细胞迁移结果,表明316L-Cu抑制尿道瘢痕成纤维细胞的增殖

 

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