私密直播全婐app免费大渔直播,国产av成人无码免费视频,男女同房做爰全过程高潮,国产精品自产拍在线观看

  在骨科和口腔種植領域，植入物相關感染與骨整合不良始終是亟待突破的兩大難題。如何在確保抗菌性能的同時，兼顧成骨活性，并實現涂層的穩定性與通用性，是長期制約該領域發展的“卡脖子”基礎科學問題。由于微生物入侵和宿主細胞定植之間存在生物學沖突，導致植入體面臨感染風險與骨結合障礙的雙重挑戰。然而，傳統的接觸型抗菌涂層往往存在對哺乳動物細胞活性產生負面影響的風險，限制了其臨床應用的前景。

  針對上述難題，北京化工大學徐福建教授、段順教授課題組聯合首都醫科大學附屬北京口腔醫院孫玉潔副主任醫師團隊，在前期提出的仿生“胺介導的多酚自聚涂層”策略（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 20144?20158）基礎上，創新性地提出通過調控種植體表面的化學結構，引導細胞與細菌在界面上的競爭性行為，以實現“高效抗菌”與“優良細胞相容性”的協同調控，成功突破了該領域長期存在的性能矛盾。相關研究成果近期發表于Advanced Materials。該論文第一作者為北京化工大學2025屆博士畢業生孫美州（石河子大學定向培養師資博士研究生），共同第一作者為首都醫科大學附屬北京口腔醫院博士生徐弛。北京化工大學博士研究生吳若楠、碩士畢業生楊千對于本研究亦有重要貢獻，北京化工大學丁小康教授、趙娜娜教授、首都醫科大學附屬北京口腔醫院耿威主任醫師也對本論文提供了大力支持。該研究受到國家自然科學基金重大項目的支持。

圖1 抗菌季銨基團/促骨結合活性磷酸基團調控聚多酚表面性質

  本研究提出了一種具有理論原創性與工程適配性的表面化學調控策略，實現了高選擇性抗菌與成骨誘導性能的協同兼顧。該策略以“表面競爭”理論為出發點，精準調控植入體表面的化學結構，使其在細菌與宿主細胞競爭性定植的關鍵窗口期，助力哺乳動物細胞贏得“界面占領權”。

  研究中，團隊通過便捷的多酚-胺介導共價修飾技術，將季銨基團（Q）與磷酸基團（A）協同引入植入體表面，構建了具備雙功能調控能力的Ti-AQ復合涂層。季銨基團作為接觸性抗菌結構，可通過電荷作用與膜破壞機制，實現對細菌的快速殺滅；而磷酸基團則可模擬骨外基質中天然的成骨信號，誘導骨髓間充質干細胞（BMSCs）黏附、增殖與成骨分化，且不影響其抗菌性能。重要的是，該研究通過系統調控Q/A比例，獲得了性能最優的Ti-AQ-2組涂層，在不釋放殺菌劑的條件下，實現了對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌超99%的殺滅率，并顯著提升成骨相關基因表達和骨形成能力。

  在機理層面，研究系統揭示了表面化學結構調控生物界面響應的多層次作用路徑：抗菌方面，Ti-AQ-2通過抑制細菌細胞壁合成、干擾其代謝途徑、降低ATP水平，破壞其膜結構，實現高效殺菌；成骨方面，涂層通過磷酸基團螯合鈣離子，建立局部高鈣微環境，進一步通過激活Ca2?通道引發CaM/CAMKII信號通路，驅動BMSCs成骨分化。該機制經轉錄組學、熒光探針、Western blot等多種技術路徑得到系統驗證，建立了“磷酸基團—鈣離子信號—成骨分化”這一新型表面誘導機制模型。

  除此之外，研究還發現Ti-AQ表面可誘導巨噬細胞向修復型M2表型極化，形成有利于骨愈合的免疫微環境，將抗感染-促成骨-免疫調控三者功能統一于同一表面設計中，為構建多功能一體化的新型植入體提供了新范式。在口腔種植體感染動物模型中，Ti-AQ-2在體內亦展現出優異的抗感染能力和骨整合性能，證實其長期生物學穩定性與應用前景。

圖2 A）Ti和Ti-AQs表面S. aureus和E. coli后的膜通透染色圖。B-C）Ti和Ti-AQs表面S. aureus的轉錄組學圖。D）Ti-AQ-2材料表面細菌的TEM圖像和AFM圖像。E）Ti-AQ-2表面S. aureus和E. coli的ATP含量。F）Ti和Ti-AQ處理E.coli的抗菌機制圖。

圖3 A）在Ti和Ti-AQs表面上培養3天，7天和14天的BMSCs中相關基因表達水平的熱圖。B-D）鈣離子通路抑制劑NIF抑制后BMSCs的成骨基因和相關蛋白表達的Weston blot圖像；E）Ti-AQ表面促進成骨作用的機制示意圖。

圖4 A）感染性口腔種植模型的建立過程。B）Ti和Ti-AQ種植體周圍H&E染色圖片；C-D）Ti和Ti-AQ-2植入體周圍新生骨組織的定性與定量。

  總體而言，該研究從基礎理論出發，系統構建了“表面化學結構調控—細菌/細胞競爭響應—成骨機制激活”的理論-機制-功能三位一體創新體系，提出了一種可廣泛適用于醫用金屬表面的功能涂層構建策略。該策略以精準表面化學調控為核心，兼顧殺菌選擇性、生物相容性與骨整合性能，為未來骨科與口腔植入材料的臨床轉化提供了重要的理論依據與工程路徑。

  針對植入材料表面細胞-細菌競爭性定植這一關鍵科學問題，研究團隊系統構建了一類具有抗菌與成骨雙重功能的涂層。團隊先后提出了仿生“胺介導多酚自聚涂層”策略（J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 20144?20158），發展了同時具備抗菌和促細胞黏附功能的表面活化方法（Adv. Funct. Mater. 2025, 2423639），并進一步在多種基材上驗證了該策略的普適性與適配性，包括在纖維膜表面實現抗菌-促成骨功能的協同（Chem. Eng. J. 2024, 490, 1385–8947）。這一系列工作不僅拓展了多酚類分子在生物醫用材料表面功能化中的應用，也為植入材料表界面調控機制的深入研究提供了新思路。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506113