JSPEC 《光谱学 2314 - 4939 2314 - 4920 Hindawi出版公司 10.1155 / 2016/4361051 4361051 研究文章 搪瓷复合层沉积基于钛衬底与抗真菌活性 Iconaru s . L。 1 Prodan a . M。 2 Turculet c·S。 2 Beuran M。 2 Ghita r . V。 1 Costescu 一个。 3 http://orcid.org/0000 - 0001 - 5850 - 391 x Groza 一个。 4 http://orcid.org/0000 - 0001 - 6098 - 1857 Chifiriuc m . C。 5、6 6 Chapon P。 7 Gaiaschi 年代。 7 http://orcid.org/0000 - 0001 - 8051 - 8253 Hristu R。 8 Stanciu g。 8 Trusca R。 9 Ganciu M。 4 沙拉 s M。 10 Vineticu N。 11 http://orcid.org/0000 - 0002 - 6044 - 4311 Ciobanu c·S。 1 贝克 马克 1 国家材料研究所的物理学 邮政信箱MG 07 077125年Măgurele 罗马尼亚 infim.ro 2 应急医院Floreasca布加勒斯特 8 Calea Floresca 014461年布加勒斯特 罗马尼亚 scub.ro 3 亥伯龙神布加勒斯特大学 169年获得Calarasilor 030615年布加勒斯特 罗马尼亚 hyperion.ro 4 研究所激光、等离子体物理和辐射 Atomistilor街409号 邮政信箱36毫克 077125年Măgurele 罗马尼亚 inflpr.ro 5 微生物学部门 生物学院 布加勒斯特大学 1 - 3 Portocalelor巷 77206年布加勒斯特 罗马尼亚 unibuc.ro 6 地球 环境与生命科学部分 大学的研究所布加勒斯特 1 - 3 Portocalelor巷 77206年布加勒斯特 罗马尼亚 unibuc.ro 7 Horiba Jobin Yvon SAS 16日至18日运河街 91165年Longjumeau Cedex 法国 horiba.com 8 Microscopy-Microanalysis和信息处理中心 大学Politehnica布加勒斯特 313年Splaiul Independentei 060042年布加勒斯特 罗马尼亚 upb.ro 9 SC METAV研发布加勒斯特 邮政信箱22 布加勒斯特 罗马尼亚 metav-cd.ro 10 兽医学院 农业科学大学和兽医 布加勒斯特 罗马尼亚 usamvcluj.ro 11 物理教师 布加勒斯特大学 Atomistilor街405号 邮政信箱1毫克 077125年Măgurele 罗马尼亚 unibuc.ro 2016年 12 12 2016年 2016年 11 07年 2016年 30. 09年 2016年 24 10 2016年 12 12 2016年 2016年 版权©2016 s . l . Iconaru et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

本文的目的是探讨抗真菌活性的搪瓷层沉积在衬底(Ti-Enamel)和搪瓷层钛钛衬底上沉积之前涂上一层乙烯基聚二甲基硅氧烷(Ti-PDMS-Enamel)。的物理化学性质也被调查。的 白色念珠菌生物膜发展获得层24小时后检查,48 h, 72 h共焦激光扫描显微镜(样品形貌)和扫描电镜(SEM)溴化乙锭染色后。能显著抑制真菌的依从性和生物膜发展观察Ti-Enamel层。抗真菌的结果表明,使用新的Ti-Enamel复合层可以代表一个有前途的角度预防真菌生物膜植入感染有关。

 国家PN II 259/2014项目 638/12.03.2014 SMIS-CSNR 48652 1。介绍

生物材料( 1- - - - - - 6)可以被认为是现代医学的“积木”,由于他们的多个应用程序,对医疗设备的制造(心脏瓣膜假体,人工髋关节,牙科植入物,眼内镜片,左心室辅助装置,伤口敷料,人造皮肤,可降解缝合线,支架对细胞和组织移植,动脉支架,等等)或诊断和theranostic平台、生物分子分离、净化,描述等等 2]。医疗应用程序的一个重要方面作为骨科植入物包括改善涂层的生物相容性和osteointegration假肢( 7- - - - - - 10]。需要材料,可以改善一个植入骨组织的结合能力是在高需求,因为这是一个基本要求,一个成功的移植在临床使用 11, 12]。因此,寻找最优的组合植入和涂料开发植入式设备时是至关重要的。最常用的金属领域的骨科植入钛,由于最优组合的良好的生物相容性和合适的力学性能。惰性钛涂层用于改善生物相容性通常是一个生物活性陶瓷,如羟基磷灰石(HAp)或其他类似的生物活性材料 13]。虽然已经有了巨大的进步HAp生物医学领域的应用,仍有非常重要的问题需要解决。其中最重要的是postoperatory感染的幽灵,很难用常规的抗生素治疗他们 14- - - - - - 17]。抗生素耐药病原体的出现代表了一个主要的健康问题,据报道,超过70%的不能与常规抗生素治疗细菌感染( 18- - - - - - 20.]。在过去的30年里由真菌引起的感染菌株在范围广泛的明显增加患者的免疫力低下的个人的轻微的健康问题。被认为是最危险的真菌生物之一, 假丝酵母菌株负责最通常获得相关的医院感染的发生( 21]。最具代表性的 假丝酵母,也就是说, 白色念珠菌,可以引起阴道、口腔和全身感染住院患者,造成严重,有时致命的感情。最近的估计美国国立卫生研究院的报道,超过80%的微生物真菌感染是由生物膜生长微生物( 21- - - - - - 24]。 白色念珠菌生物膜是由多种细胞类型形成的高度复杂的结构嵌入在一个细胞外基质( 25]。更重要的是, 白念珠菌是最常见的微生物菌株与医疗设备如导管、心脏起搏器、机械心脏瓣膜、关节假体,隐形眼镜、假牙与device-related感染有关。美国的统计数据显示,每年有超过五百万的导管放置和生物膜感染出现在超过50%的情况下 26]。此外,这些真菌生物膜的电阻电流抗生素治疗感染导致了相当大的努力常常导致结合补充手术切除感染的设备和管理的高剂量的抗生素。大多数时候这些程序是危险的病人,他们可以是昂贵的,或者他们可能无法执行,由于不稳定的病人的条件( 27]。在这种情况下,大量的关注主要是针对提高抗菌性能的材料用于医疗设备的制造。控制细菌生物被膜的能力发展有利,有助于消除生物膜植入物相关的感染病人的风险。因此,已经有一些研究报告材料抗菌性能,也可以用作医用金属涂层设备。最相关的调查材料引起的感染微生物生物膜形成的幻影在牙科。几项研究已经报道生物活性修复材料具有抗菌性( 27- - - - - - 30.]。蒙塔纳罗et al。 31日)强调在他们的研究中,不同微生物菌株粘附在牙科修复材料不仅可以影响的特定的表面化学物质也不同的材料表面的粗糙度。几项研究描述牙釉质是显而易见的选择,针对实现生物相容性和抗菌性。釉质的硬组织层的牙冠,是最难bioceramic可以发现脊椎动物体内,并有一个独特的复杂结构。这个组合包含羟磷灰石晶体、水和有机矩阵。尽管搪瓷的可用数据(主要由羟磷灰石是很出名的,不会引起排斥的属性)是相当有限的,结果我们提交的关于其抗菌性表明,它可以被视为一种涂层材料对医疗植入式设备。然而,金属的力学性能和生物活性的组合和抗菌涂层是不够为了实现好的结果在医学领域。在临床使用,缺陷等金属上的涂层基体附着力弱或低抗划伤可以显著缩小实际应用( 32, 33]。在他们努力解决这些障碍,在过去几十年全世界的研究者们提出了各种沉积技术的使用和使用的聚合物固定结构的范围。为此,在我们先前的研究[ 34),我们提出了使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一个银掺杂层间羟磷灰石(Ag): HAp)涂层。研究由Popa et al。 34)透露,PDMS层作为一个矩阵合并的Ag:运气,因此创建一个水晶Ag: HAp-PDMS复合层。

本研究的目的是制造,表征 在体外评价 白色念珠菌开发在搪瓷、PDMS和PDMS-Enamel层钛衬底上沉积。

 2。实验方法 2.1。工业纯钛磁盘上搪瓷层的沉积(Ti-Enamel)

搪瓷层沉积钛衬底上用热蒸发技术( 34]。

 2.2。钛基体上沉积搪瓷的固体层之前涂上一层PDMS (Ti-PDMS-Enamel)

首先,PDMS层沉积,从乙烯终止聚二甲硅氧烷(Ti-PDMS)液体前驱,在钛衬底上大气气压电晕放电。整个沉积过程详细描述( 35, 38]。之后,搪瓷层沉积于钛衬底之前涂以PDMS用热蒸发技术根据之前报道文献[ 34]。

 3所示。表征方法 3.1。扫描电子显微镜(SEM)

基于搪瓷涂层表面的形态分析的存在和缺乏PDMS层已经被扫描电子显微镜(SEM)研究使用范检查扫描电子显微镜在高和低真空模式。

 3.2。能量色散x射线能谱(EDS)

元素组成分析是利用能量色散x射线能谱(EDS)。光谱都是收购EDS公司。许可附加探测器在扫描电子显微镜。测量进行了10 kV为了避免大量存在的金属原子光谱。

 3.3。傅里叶变换红外光谱法(ir)

Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层进行了红外光谱使用SP100红外珀金埃尔默光谱仪配备一个变量角镜面反射附件。的光谱进行了30°的反射角。

 3.4。辉光放电发射光谱

的元素深度剖面分析Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层是由辉光放电发射光谱。使用的实验条件的操作GD分析器(Horiba公司)650 Pa, 35 W功率脉冲模式1 kHz,和工作周期为0.25。

 3.5。共焦激光扫描显微镜(样品形貌)

共焦激光扫描显微镜(样品形貌)进行了研究 白色念珠菌发展在不同的基质。获得的图像使用徕卡TCS SP(德国徕卡微系统)共焦激光扫描显微镜。样本与溴化乙锭染色(5 μ g / mL)供样品形貌微观考试前5分钟。图片收集使用徕卡HCX PL萤石40 x / 0.75 NA干燥目的(德国徕卡微系统)与激发氩离子激光器在488 nm和发射在580到660纳米之间。在这种成像配置,典型的共焦解决订单的250海里的横向和轴向方向的600海里。

获得更多的图像使用尼康C2共焦激光扫描显微镜。样本与溴化乙锭染色(5 μ g / mL)供样品形貌微观考试前5分钟。收集到的图像使用尼康CFI超级计划萤石ELWD 40 x / 0.6 NA在488 nm和激发发射在580到660纳米之间。

 3.6。抗真菌实验

为了评估Ti-Enamel的抗真菌活性,Ti-PDMS-Enamel, Ti-PDMS层, 白色念珠菌写明ATCC 26790株。

 3.7。真菌生物膜发展Ti-Enamel、Ti-PDMS Ti-PDMS-Enamel层

的 白念珠菌写明ATCC 26790株从美国购买类型文化集合(写明ATCC,美国)。获得的单一的生物膜发展根基进行使用无菌6-well板块(Nunc)。无菌包覆和参考样本被添加在一个盘子在2毫升的磅肉汤接种~集落形成单位(CFU) / 105 - 106毫升的真菌。样品被允许孵化在37°C三个时间段(24小时、48小时和72 h)来评估生物膜的时序动态开发的测试样本。定性评价的真菌生物膜发展,孵化后,样品被小心地用无菌盐水洗缓冲区删除任何独立的微生物细胞,然后用冷甲醇和固定与溴化乙锭染色(5 μg / mL蒸馏水)的解决方案。殖民标本被淹没在染色的解决方案,在黑暗的孵化,五分钟,在室温下。孵化后,多余的染色的解决方案被使用滤纸和标本立即检查。样本可视化在反射和传输模式通过使用徕卡显微镜(TCS-SP CSLM模型),配备PL FLUOTAR (40 x 0.7 NA、电子变焦1),和一个氦氖激光调谐波长633纳米。横向分辨率约600海里。徕卡的软件被用于检查表面形貌( 39]。

为了研究可行的细胞在基质表面的粘附,样本沉浸在自由标准真菌悬浮液接种培养基,在静态条件下孵化2小时,然后使用尼康C2共焦激光扫描显微镜检查。潜伏期结束时,下层被暂停,轻轻地用PBS把未婚真菌细胞,然后用溴化乙锭染色(5 μ g / mL) 5分钟,立即检查为了突出可行的依从性真菌细胞在基质表面。

 3.8。真菌生物膜发展的定量评价 3.8.1。生物膜总分析

获得样本上的单一的生物膜生长在无菌6-well板块(Nunc)包含2毫升的磅肉汤接种~集落形成单位(CFU) / 105 - 106毫升的真菌。样品被允许孵化在37°C三个时间段(24小时、48小时和72 h)来评估生物膜的时序动态开发的测试样本。孵化后,样品被小心地用无菌盐水洗缓冲区为了消除独立的微生物细胞,然后沉浸在1毫升无菌生理盐水缓冲在埃普多夫管生物膜分离的有力的涡流。恢复悬挂的密度决定spectrophotometrically,通过测量吸光度在600海里。

 3.8.2。可行的统计分析

的无菌接种无菌生理盐水中加入了下层~ 105 - 106 CFU /毫升的微生物悬浮液。样本孵化下搅拌在37°C 72 h。真菌的细胞的数量在样品评估使用10的存在 μL(真菌悬挂在24 h, 48 h, 72 h。为此真菌悬浮液是进一步稀释和10 μ L(每个系列稀释镀在重复磅琼脂。孵化24小时后在37°C,进行活细胞计数和CFU /毫升的数量为每个样本评估。

 3.9。图像分析

样品形貌图像获得实验会话期间使用ImageJ软件处理。的 白色念珠菌开发的生物膜表面的层进行了使用三维(3 d)模型。样品形貌图像的三维重建是用于 白念珠菌生物膜厚度估算。

 3.10。统计分析

所有的有关抗真菌实验属性层做一式三份,重复三次。生物膜发展被策划的平均吸光度值估计 白念珠菌写明ATCC 26790生物膜细胞上开发样品。统计分析是在协议与其他先前的研究进行的表面和生物评价hydroxyapatite-based涂料沉积钛马萨罗所呈现不同的技术等。 40]。此外,使用学生数据进行图像分析 t 以及和的值 p < 0.05 被认为是重要的。

 4所示。结果和讨论

钛衬底的表面形态、Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层由扫描电子显微镜(SEM)研究了。

调查样本的特性提出了数字 1(一)- - - - - - 1 (c)。它可以观察到,没有裂缝(数据层均匀 1(一)和 1 (b))。图 1 (b)表明,钛衬底上的聚合物层的存在在搪瓷沉积过程中确定造粒的搪瓷更明显。

扫描电镜的图像Ti-Enamel (a)和Ti-PDMS-Enamel (b)层和衬底(c)。

Ti-Enamel EDS光谱和Ti-PDMS-Enamel涂料提出了数字 2(一个)和 2 (b)。在这两种光谱元素(硅、钛、磷、钙、Ba、Na, K,和Al)包含的研究层可以被识别。此外,它可以观察到,与Si和O元素相关联的山峰更强烈的PDMS-Enamel涂层钛衬底上沉积相比与搪瓷层有关。

EDS的Ti-Enamel (a)和Ti-PDMS-Enamel (b)层。

搪瓷的分子结构和PDMS-Enamel层均匀沉积在镜面的钛基体表面被反射红外光谱研究(图 2)[ 34, 35, 38]。因为它是已知的,搪瓷粉有apatite-like结构和主要振动红外波段是归因于 P O 4 3 - - - - - - ,哦−, C O 3 2 - - - - - - 振动组( 37, 41- - - - - - 43]。

这些化学组确定的特定振动Ti-Enamel层呈现在图 3(一个)和总结在表 1。1042厘米的红外波段−1和1090厘米−1是典型的磷灰石phosphorus-oxygen搪瓷粉吸收带。

主要功能IR组出现在Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层的结构。

波数(cm−1) ⁢红外波段分配
Ti-Enamel Ti-PDMS-Enamel
491,590,640,685 振动在 P O 4 3 - - - - - - 离子 振动在 P O 4 3 - - - - - - 离子
750年 Si-O / Si-CH3振动组( 34, 35] Si-O / Si-CH3振动组( 34, 35]
796年 - - - - - - 在SiO Si-O振动4组
817年 - - - - - - Si-O-Si债券( 36]
832年 Si-O伸展振动 - - - - - -
860年 - - - - - - Si-CH3摇摆振动( 36]
890年 振动在 C O 3 2 - - - - - - 离子 振动在 C O 3 2 - - - - - - 离子
951年 对称P-O拉伸模式 - - - - - -
964年 - - - - - - 振动颗粒组
1014年,1090年 - - - - - - Si-O-Si振动( 36]
1042,1052,1063,1094 不对称P-O拉伸模式 不对称P-O拉伸模式
1130、1179、1216 振动在 P O 4 3 - - - - - - 离子 振动在 P O 4 3 - - - - - - 离子
1260年 - - - - - - CH3振动在Si-CH3集团( 36]
1387,1408,1425,1441 振动在 C O 3 2 - - - - - - 离子( 35] 振动在 C O 3 2 - - - - - - 离子( 37]

红外光谱的Ti-Enamel (a)和Ti-PDMS-Enamel (b)层。

基于这些乐队的观察在一个搪瓷涂层沉积过程是成功的认证。640厘米−1振动带以前观察到合成羟磷灰石和搪瓷粉,并归因于羟基离子振动( 37]。Ti-Enamel层的红外光谱,Si-O红外特定的乐队也确定了。Si-O Si-O-Si, Si-CH3特定债券的PDMS层( 36)也存在于Ti-PDMS-Enamel的红外光谱图 3 (b)。化学组Ti-PDMS-Enamel频谱被总结在表中找到 1。

Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层的元素深度资料进行了辉光放电光发射光谱法(GDOES)为了分析Ca的分布,P, O, C, Si, K, Na,英航,艾尔和H原子在搪瓷层的存在与否PDMS层。作为该仪器的工作原理,几毫米平方面积的调查样本气急败坏的在一个脉冲射频等离子体。连续,气急败坏的原子发出的光的强度兴奋的等离子体的实时获取和记录。这是作为调查样本提供气急败坏的从表面到衬底的溅射时间的函数。为每个材料溅射率有特定的值,不同元素深度剖析期间测量(收购)。Ca的深度剖面曲线,P, O, C, Si, K, Na,英航,艾尔和H原子的体积和表面的Ti-Enamel层呈现在图 4(一)。

GDOES深度的Ti-Enamel (a)和Ti-PDMS-Enamel (b)层。

即使元素特定于搪瓷Ti-Enamel和Ti-PDMS-Enamel层也有类似的资料,分别(图 4 (b)),它们的强度和宽度是不同的。与此同时,在图 4 (b),我们无法确定一个锋利的元素出现在Ti-Enamel之间划界和Ti-PDMS-Enamel层。层/基体界面的不同原因喜欢粗糙度信号记录的GD分析器在调查区域平均,火山口底部平坦,或复合材料可以确定这种行为。随着钛衬底表面镜面和操作条件选择提供一个平坦的陨石坑底部,GD深度概要图 4 (b)似乎表明复合材料的形成。如果深度剖面的强度在Ti-PDMS-Enamel层减少,Ca, P, O, C, K, Na,英航,和H深度剖面强度下降,表明Ti-Enamel组件整合进PDMS层。Ti的增加同时深度剖面曲线所包含的所有元素的减少了层表明衬底界面( 34]。

的发展 白念珠菌在医疗器械生物膜是以下三个阶段:(i)酵母细胞的粘附到设备表面(划分h);(2)细胞外基质的分泌和开关从酵母到菌丝的形式(夫人h);和(3)一个三维的发展,密集的生物膜含有酵母和菌丝的形式(38 - 72 h) ( 25, 44]。由于重要的影响 白色念珠菌菌株在假肢设备相关感染的病理,加剧了耐药真菌菌株的出现,使用新的钛涂层植入物能够抑制真菌坚持可以代表一个有前途的角度预防植入感染有关的生物膜。

定量结果有关 在体外生物膜的形成, 白念珠菌26790 Ti-Enamel表面,Ti-PDMS-Enamel和Ti-PDMS层由测量微生物悬浮液的密度从测试样品上的生物膜粘在图表示 5。

的吸光度值的图形表示形式 白念珠菌Ti-Enamel写明ATCC 26790生物膜细胞发达,Ti-PDMS-Enamel, Ti-PDMS层。

定量结果表明,真菌生物膜发展坚持抑制在早期阶段,量化后24 h。发展和成熟阶段,量化后48 h和72 h的孵化,分别。微生物悬浮液从开发的生物膜中恢复过来的吸光度Ti-Enamel层是在所有情况下显著降低相比,生物膜细胞发达Ti-PDMS层。

此外,活细胞计数(VCC)测定总生物膜试验的结果证实,所显示的显著下降的电流恢复Ti-PDMS-Enamel相比Ti-PDMS孵化(图24小时后 6)。然而,电流的数量只能评估孵化24小时后,48 h和72 h后没有活细胞计数可以从测试材料中恢复过来。

的吸光度值的图形表示 白念珠菌Ti-Enamel写明ATCC 26790生物膜细胞发达,Ti-PDMS-Enamel, Ti-PDMS层。

的 白念珠菌生物膜的形态是使用扫描电子显微镜(SEM)观察到的三个时间间隔(24、48和72 h)(数据 7(一)- - - - - - 7(我))。SEM调查显示,真菌细胞的形态学上开发Ti-PDMS和Ti-PDMS-Enamel复合层特征 白念珠菌真菌菌株。

SEM图像(10000 x) 白念珠菌生物膜的发展在不同的底物在不同的时间间隔(a) 白念珠菌24小时后发展Ti-Enamel层;(b) 白念珠菌48 h后发展Ti-Enamel层;(c) 白念珠菌72 h后发展Ti-Enamel复合层;(d) 白念珠菌24小时后发展Ti-PDMS-Enamel层;(e) 白念珠菌48 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(f) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(g) 白念珠菌24小时后发展Ti-PDMS层;(h) 白念珠菌48 h后发展Ti-PDMS层;(我) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDM层。

的发展 白念珠菌生物膜在Ti-PDMS复合层相似测试时间间隔(24、48和72 h)。没有观察到抗真菌活性的Ti-PDMS复合层。相反,评估的 白念珠菌生物膜发展Ti-PDMS-Enamel复合层通过SEM调查揭示了一个抗真菌活性 白念珠菌压力。Ti-PDMS-Enamel复合层的抗真菌活性 白念珠菌是由于牙釉质的抗菌性。另一方面,减少 白念珠菌细胞被证明展览各种增长率在不同的时间间隔(数字 7 (d)- - - - - - 7 (f))。明显的抗真菌作用 白念珠菌生物膜发展Ti-Enamel层也观察到在不同的时间间隔(数字 7(一)- - - - - - 7 (c))。

关于发展的观察结果 白念珠菌生物膜建议搪瓷(数据具有显著的抑菌效果 7(一)- - - - - - 7 (c))。Ti-Enamel层在不同时间间隔的扫描电镜检查显示,抑制釉质中起着重要作用 白念珠菌细胞生长。如图 7(一)- - - - - - 7 (c),搪瓷的真菌的活动增加曝光时间。更重要的是,PDMS层间(数据的存在 7 (d)- - - - - - 7 (f))会导致较低的釉质对真菌的作用 白念珠菌细胞的生长。

激光扫描共焦显微镜样品形貌的分析 白念珠菌生物膜发展Ti-PDMS、Ti-PDMS-Enamel Ti-Enamel层是数据显示 7(一)- - - - - - 7(我)。

样品形貌技术被用于调查的 白念珠菌生物膜的生长在不同的层在不同的时间间隔(24、48和72 h)。另一方面, 白念珠菌细胞形态学观察。的发展 白念珠菌生物膜是根据层类型和暴露的时间。因此,用扫描电镜观察,搪瓷层执行在抑制发展的一个重要的角色 白念珠菌生物膜。搪瓷层被发现的抑菌效果 白念珠菌生物膜的形成。PDMS层间(数据的存在 8 (d)- - - - - - 8 (f))引起的主要减少真菌的效果。

样品形貌的图片 白念珠菌生物膜与溴化乙锭染色(5 μg / mL)上开发不同的底物在不同的时间间隔。(一) 白念珠菌24小时后发展Ti-Enamel层;(b) 白念珠菌48 h后发展Ti-Enamel层;(c) 白念珠菌72 h后发展Ti-Enamel复合层;(d) 白念珠菌24小时后发展Ti-PDMS-Enamel层;(e) 白念珠菌48 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(f) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(g) 白念珠菌24小时后发展Ti-PDM层;(h) 白念珠菌48 h后发展Ti-PDMS层;(我) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDM层。

可行的真菌细胞的染色与溴化乙锭还显示真菌细胞的粘附能力下降的样品按照以下顺序:Ti-Enamel < Ti-PDMS-Enamel < Ti-PDMS(图 9)。

样品形貌考试可行 白念珠菌生物膜细胞与溴化乙锭染色Ti-Enamel发达,Ti-PDMS-Enamel, Ti-PDMS层。

近年来,它已成为明显的,有信息关于生物膜的组成和体系结构有一个至关重要的作用在开发新材料和抗菌活性( 45, 46]。因此,技术,如样品形貌的参与加上图像处理导致了重大贡献在生物膜的面积描述打开新的机会在医学和制药领域。数据 10 ()- - - - - - 10(我)现在的样品形貌图像的三维重建 白念珠菌生物膜与溴化乙锭染色(5 μg / mL)开发在不同底物在不同的时间间隔(24小时、48小时和72小时)。

三维重建 白念珠菌生物膜发展在不同的底物在不同的时间间隔使用共焦显微镜。(一) 白念珠菌24小时后生物膜发展Ti-Enamel层;(b) 白念珠菌生物膜发展48 h后Ti-Enamel层;(c) 白念珠菌72 h后发展Ti-Enamel复合层;(d) 白念珠菌24小时后发展Ti-PDMS-Enamel层;(e) 白念珠菌48 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(f) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDMS-Enamel层;(h) 白念珠菌48 h后层;(我) 白念珠菌72 h后发展Ti-PDM层。

三维重建是用来确定的平均厚度 白念珠菌生物膜表面发达Ti-Enamel、Ti-PDMS-Enamel和Ti-PDMS层。生物膜的厚度确定约60 μTi-PDMS层的情况下,稳步下降随着时间的推移Ti-PDMS-Enamel和Ti-Enamel层达到最低的近似地30 μTi-Enamel层在72 h。从三个不同的实验中获得的生物膜厚度提出了表 2。

的厚度 白念珠菌生物膜表面发达Ti-Enamel、Ti-PDMS-Enamel和Ti-PDMS层在24日,48和72小时。

样本 培养时间[h] ⁢生物膜厚度( µm]
Ti-Enamel 24 28 31.3
36
30.
48 30. 29.66
27
32
72年 32 29.33
27
29日
Ti-PDMS-Enamel 24 57 60.33
63年
61年
48 54 59.66
60
65年
72年 55 57.33
65年
52
Ti-PDMS 24 65年 62年
59
62年
48 57 61.66
63年
65年
72年 59 59.66
61年
59

生物膜厚度的结果与其他研究报道一致 白念珠菌生物膜的形成在不同的基质 47]。在他们的研究中,钱德勒等人报道了生物膜厚度25 μm牙托粉的形成 在体外( 25]。然而,鲸等人报道了70年的生物膜厚度非常大 μ米( 48),在他们的研究中,安第斯山脉等。 47)发现,许多领域的生物膜 在活的有机体内导管模型超过100 μm。根据孵化的时间和使用的基质,研究[ 25, 47, 48报道的平均厚度 一个白念珠菌生物膜从15到100 μ先例。研究表明,厚度的差异可能与时间允许孵化或依从性有关。

更重要的是,之前的研究( 25, 49)表明,真菌生物膜生长在假牙和导管材料传统抗真菌药物产生抗药性。此外,众所周知,类似于细菌同行, 白念珠菌生物膜是高度耐抗菌素。尽管耐药性所示 白念珠菌( 25, 49)和细菌生物膜( 50, 51),这是一个复杂的研究报告的结果关于Ti-Enamel层的抗真菌活性 白念珠菌生物膜。

在良好的协议与以前的研究上面,我们的结果表明,生物膜的厚度是强烈依赖于衬底和培养时间。结果有关的厚度 白念珠菌生物膜决定使用样品形貌图像的三维重建模型也依照现有的研究。

此外,我们的研究结果对使用这些样品在不同的生物医学领域如牙科或骨科植入物是在良好的协议与以前的研究在纳米羟磷灰石由贝克等人,Groza et al。 52, 53]。

搪瓷的目前的研究提供了新的视角和PDMS-Enamel层钛衬底上潜在的用于医学领域。此外,这些研究是制药和医疗行业的一部分,努力开发新材料和抗菌性。未来的研究关于遗传连锁的搪瓷和PDMS-Enamel层将抗性基因和抗生素抗性基因。

 5。结论

搪瓷和PDMS-Enamel层钛基体上沉积使用热蒸发技术。这些层的形态被扫描电镜研究。SEM显微图显示,聚合物夹层的存在在搪瓷钛衬底上沉积导致明显的沉积粉造粒。Ti-Enamel的元素组成和Ti-PDMS-Enamel层用EDS和GDOES分析研究。EDS结果证实存在两种类型的层的组成元素(硅、钛、磷、钙、Ba、Na, K,和Al)。更重要的是,GDOES深度资料Ti-PDMS-Enamel表示形成的复合材料。红外光谱用于调查Ti-Enamel的化学结构和Ti-PDMS-Enamel层显示搪瓷的存在特定的乐队在这两个样本。这些乐队的存在在红外光谱证实了沉积过程中是成功的。 白念珠菌生物膜发展Ti-PDMS、Ti-PDMS-Enamel Ti-Enamel层由SEM分析,样品形貌在不同的时间间隔(24、48和72 h)。SEM和样品形貌观察表明 白念珠菌生物膜的发展是与时间有关的。目前的研究证明,对搪瓷层有真菌的影响 白念珠菌生物膜的形成。定性观测有关的抗真菌活性表现出Ti-Enamel层经定量调查,表明真菌生物膜发展根本抑制测试时间间隔由Ti-Enamel层。此外,活细胞计数(VCC)证实了定性和定量的结果和显示明显降低Ti-Enamel可行的细胞,比较Ti-PDMS-Enamel和Ti-PDMS层24 h后孵化。的 白念珠菌生物膜厚度60展出 μm Ti-PDMS层,减少了在30左右 μm Ti-Enamel层。生物膜的形成是强烈依赖于培养时间以及所使用的基质。

因为真菌感染是全球日益令人担忧的问题,需要新的抗真菌药物代表一个优先级。因此,本文中给出的结果可能导致更好的理解真菌开发行为可能多样性和有用的信息添加到当前极其有限的研究数据。此外,可能导致获得的数据得出结论,釉质和牙釉质层可以考虑开发新的抗真菌的药物。

 相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

本文研究报告已经由国家资助PN II 259/2014项目。对样品的扫描电镜分析可能是由于欧盟拨款资助poscce - a2 o2.2.2 - 2013 - 1 / 2优先方向,项目没有。638/12.03.2014,鳕鱼SMIS-CSNR 48652。

 Predoi D。 Vatasescu-Balcan r。 成骨细胞与氧化铁纳米粒子涂层与糊精在细胞培养 光电子学和先进材料》杂志上 2008年 10 1 152年 157年 2 - s2.0 - 38849163034 拉特纳 b D。 霍夫曼 答:S。 Schoen f·J。 柠檬 j·E。 医学生物材料科学:介绍材料 2004年 美国马萨诸塞州剑桥市 爱思唯尔学术出版社 Predoi D。 研究获得的氧化铁纳米颗粒涂以糊精共同沉淀 消化纳米材料和Biostructures杂志》上 2007年 2 1 169年 173年 Popa c . L。 Prodan a . M。 Ciobanu c·S。 Predoi D。 的耐受性dextran-coated氧化铁纳米粒子在体内观察老鼠 一般生理学和生物物理学 2016年 35 299年 310年 罗伊 N。 Bhowmick 答:K。 特制的纤维nanohydroxyapatite /聚二甲硅氧烷复合材料:挖掘nanofiller长宽比的作用,amorphicity,共价表面相互作用 物理化学杂志上的C 2012年 116年 15 8763年 8772年 10.1021 / jp210835a 2 - s2.0 - 84860162515 Predoi D。 Derible 年代。 迪弗洛 H。 合成和羟磷灰石陶瓷粉末的超声特征 光电子学和先进材料》杂志上 2009年 11 6 852年 856年 2 - s2.0 - 76149104605 米隆 r . J。 欧茨 c·J。 Molenberg 一个。 达尔德人的 M。 汉密尔顿 d . W。 釉质基质蛋白在传播的影响,在钛表面的成骨细胞增殖和分化培养 生物材料 2010年 31日 3 449年 460年 19819013 10.1016 / j.biomaterials.2009.09.075 2 - s2.0 - 70449127058 19819013 Gomez-Vega j . M。 Saiz E。 Tomsia 答:P。 马歇尔 g·W。 马歇尔 美国J。 生物活性玻璃与羟磷灰石涂层和生物玻璃®Ti-based植入粒子。1。处理 生物材料 2000年 21 2 105年 111年 10.1016 / s0142 - 9612 (99) 00131 - 3 2 - s2.0 - 0033990341 李 K。 荣格 H。 画光刻微:回顾基本面和生物医学应用 生物材料 2012年 33 30. 7309年 7326年 10.1016 / j.biomaterials.2012.06.065 2 - s2.0 - 84864992614 格雷厄姆 l 库珀 p R。 卡西迪 N。 也不 j·E。 斯隆管理学院 a·J。 史密斯 a·J。 氢氧化钙溶液化的生物活性的影响牙本质矩阵组件 生物材料 2006年 27 14 2865年 2873年 16427123 10.1016 / j.biomaterials.2005.12.020 2 - s2.0 - 31544465717 16427123 Predoi D。 物理化学的研究蔗糖薄膜 消化纳米材料和Biostructures杂志》上 2010年 5 2 373年 377年 2 - s2.0 - 77955356185 托里拆利 P。 凡尔纳 E。 Vitale Brovarone C。 Appendino P。 Rustichelli F。 尼夫 一个。 Ravaglioli 一个。 Pierini G。 菲尼 M。 Giavaresi G。 Giardino R。 生物玻璃涂层陶瓷材料:体外评价利用健康的原代成骨细胞培养和osteopenic老鼠骨头 生物材料 2001年 22 18 2535年 2543年 10.1016 / s0142 - 9612 (00) 00444 - 0 2 - s2.0 - 0034910048 范Landuyt P。 Streydio 人类。 Delannay F。 非洲黑人 E。 合成生物活性涂层钛基体上使用玻璃搪瓷 临床资料 1994年 17 1 29日 33 10150175 10.1016 / 0267 - 6605 (94)90045 - 0 2 - s2.0 - 0028607010 10150175 Ciobanu c·S。 Massuyeau F。 江诗丹顿 l . V。 Predoi D。 所合成的结构和物理性能的抗菌Ag-doped nano-hydroxyapatite 100°C 纳米研究快报 2011年 6,货号。613年 1 8 10.1186 / 1556 - 276 x - 6 - 613 2 - s2.0 - 84856057740 Ciobanu c·S。 Iconaru s . L。 Massuyeau F。 江诗丹顿 l . V。 Costescu 一个。 Predoi D。 合成、结构和发光性质europium-doped羟磷灰石纳米晶体粉末 《纳米材料 2012年 2012年 9 942801年 10.1155 / 2012/942801 2 - s2.0 - 84862297343 Ciobanu c·S。 Iconaru s . L。 Le Coustumer P。 Predoi D。 振动的调查silver-doped羟磷灰石抗菌性能 《光谱学 2013年 1 5 471061年 10.1155 / 2013/471061 2 - s2.0 - 84876931079 Iconaru S.-L。 Motelica-Heino M。 Predoi D。 研究europium-doped羟磷灰石纳米粒子通过傅里叶变换红外光谱学和抗菌性 《光谱学 2013年 2013年 10 284285年 10.1155 / 2013/284285 2 - s2.0 - 84884880873 Allahverdiyev a . M。 Abamor 大肠。 Bagirova M。 Rafailovich M。 TiO的抗菌效果2和Ag)2纳米颗粒对耐药细菌和阿利什曼虫寄生虫 未来的微生物学 2011年 6 8 933年 940年 10.2217 / fmb.11.78 2 - s2.0 - 84555191775 Ciobanu c·S。 Popa c . L。 Predoi D。 Sm: HAp沙粒抗菌活性 粪肠球菌 《纳米材料 2014年 2014年 9 780686年 10.1155 / 2014/780686 2 - s2.0 - 84899905318 听 G。 Feijen J。 Dankert J。 粘附的 大肠杆菌在一系列的聚(丙烯酸甲酯)不同的负责和疏水性 生物材料 1991年 12 9 853年 860年 10.1016 / 0142 - 9612 (91)90074 - k 2 - s2.0 - 0026007231 Gulati M。 高贵的 c·J。 白色念珠菌生物膜:开发、监管和分子机制 微生物和感染 2016年 18 5 310年 321年 10.1016 / j.micinf.2016.01.002 高贵的 c·J。 约翰逊 答:D。 白色念珠菌生物膜与人类疾病 年度回顾的微生物学 2015年 69年 1 71年 92年 10.1146 / annurev -微- 091014 - 104330 2 - s2.0 - 84945274305 戴维 m E。 奥图尔 g。 微生物生物膜:从生态学、分子遗传学 微生物学和分子生物学的评论 2000年 64年 4 847年 867年 10.1128 / mmbr.64.4.847 - 867.2000 2 - s2.0 - 0034443286 道格拉斯 l . J。 在感染念珠菌生物膜及其作用 微生物学的趋势 2003年 11 1 30. 36 12526852 10.1016 / s0966 - 842 x (02) 00002 - 1 2 - s2.0 - 0037230342 12526852 钱德拉 J。 库恩 d . M。 穆克吉 p K。 霍耶 L . L。 麦考密克 T。 Ghannoum m·A。 由真菌病原体白色念珠菌生物膜的形成:开发、架构和耐药性 细菌学期刊 2001年 183年 18 5385年 5394年 10.1128 / jb.183.18.5385 - 5394.2001 2 - s2.0 - 0034870709 福克斯 e . P。 高贵的 c·J。 迪特里希 l。 弗里德曼 t·S。 的作用 白色念珠菌生物膜在人类疾病 白色念珠菌的症状,病因和治疗方法的选择 2013年 Nova科学 1 24 安第斯山脉 d·R。 Safdar N。 Baddley j·W。 布雷福特 G。 Reboli a . C。 雷克斯 j . H。 索贝尔 j . D。 帕帕斯 p·G。 Kullberg b . J。 candidemia患者治疗策略对结果的影响和其他形式的侵袭性念珠菌病:一个随机试验的患者的立场定量评估 临床感染疾病 2012年 54 8 1110年 1122年 10.1093 / cid / cis021 2 - s2.0 - 84859098509 Jedrychowski j . R。 卡普托 答:一个。 Kerper 年代。 抗菌和修复材料的力学性能与洗必泰相结合 口腔康复杂志》 1983年 10 5 373年 381年 6355413 10.1111 / j.1365-2842.1983.tb00133.x 2 - s2.0 - 0021059461 6355413 Spahr 一个。 Lyngstadaas s P。 Boeckh C。 安德森 C。 Podbielski 一个。 哈勒 B。 影响搪瓷矩阵的导数Emdogain®牙周致病菌体外的生长 临床牙周病学杂志 2002年 29日 1 62年 72年 10.1034 / j.1600 - 051 x.2002.290110.x 2 - s2.0 - 0036358386 谢勒 W。 库珀 H。 安东内利 J。 抗菌性的牙科dentin-enamel粘合剂 审美和恢复性牙科杂志》上 1990年 2 5 140年 141年 10.1111 / j.1708-8240.1990.tb00630.x 2 - s2.0 - 0025492957 蒙塔纳罗 l Campoccia D。 Rizzi 年代。 Donati m E。 Breschi l Prati C。 Arciola c·R。 评估细菌的粘附 变形链球菌在牙科修复材料 生物材料 2004年 25 18 4457年 4463年 10.1016 / j.biomaterials.2003.11.031 2 - s2.0 - 1642364787 Imazato 年代。 生物活性修复材料和抗菌效果:恢复性牙科的新维度的创新 牙科材料杂志 2009年 28 1 11 19 10.4012 / dmj.28.11 2 - s2.0 - 63449109089 Bechtle 年代。 Habelitz 年代。 Klocke 一个。 ·费特 T。 施耐德 g。 牙釉质的断裂行为 生物材料 2010年 31日 2 375年 384年 19793611 10.1016 / j.biomaterials.2009.09.050 2 - s2.0 - 70350735967 19793611 Popa c . L。 Groza 一个。 Chapon P。 Ciobanu c·S。 Ghita r . V。 Trusca R。 Ganciu M。 Predoi D。 理化分析聚二甲硅氧烷夹层影响羟磷灰石掺杂银涂层 《纳米材料 2015年 2015年 10 250617年 10.1155 / 2015/250617 2 - s2.0 - 84935868880 Groza 一个。 Surmeian 一个。 Diplasu C。 Luculescu C。 Chapon P。 Tempez 一个。 Ganciu M。 物理化学过程发生在液体聚合聚二甲硅氧烷薄膜在金属基质在大气压力下空气电晕放电 表面涂层技术 2012年 212年 145年 151年 10.1016 / j.surfcoat.2012.09.037 2 - s2.0 - 84869229976 苏格拉底 G。 红外特征组频率 1994年 2日 英国奇切斯特 约翰威利& Sons Krutchkoff d . J。 罗 n . H。 人类搪瓷表面的红外内反射光谱 档案口腔生物学 1971年 16 2 161年 175年 5279428 10.1016 / 0003 - 9969 (71)90104 - x 2 - s2.0 - 0015011086 5279428 Groza 一个。 Surmeian 一个。 氧化物的特征出现在一层聚二甲硅氧烷聚合得到的液态前体在电晕放电 《纳米材料 2015年 2015年 8 204296年 10.1155 / 2015/204296 2 - s2.0 - 84926670295 Chifiriuc C。 Grumezescu V。 Grumezescu a . M。 Saviuc C。 Lazǎr V。 Andronescu E。 混合磁铁矿纳米粒子/迷迭香属officinalis精油nanobiosystem antibiofilm活动 纳米研究快报 2012年 7 10.1186 x / 1556 - 276 - 7 - 209 2 - s2.0 - 84860663179 马萨罗 C。 贝克 m·A。 张家港基地 F。 拉米雷斯 p。 克洛泽 年代。 Milella E。 和生物评价hydroxyapatite-based涂层的钛表面沉积不同的技术 生物医学材料研究杂志》上 2001年 58 6 651年 657年 11745517 10.1002 / jbm.1065 2 - s2.0 - 0035184880 11745517 Jastrzbski W。 Sitarz M。 Rokita M。 Bułat K。 红外光谱不同的磷酸盐结构 Spectrochimica学报:分子和生物分子光谱学 2011年 79年 4 722年 727年 10.1016 / j.saa.2010.08.044 2 - s2.0 - 79958775047 Ciobanu c·S。 Popa c . L。 Predoi D。 铈掺杂羟基磷灰石纳米粒子通过共沉淀法合成 塞尔维亚化学学会杂志》上 2016年 81年 1 14 Popa c . L。 Deniaud 一个。 Michaud-Soret 我。 Guegan R。 Motelica-Heino M。 Predoi D。 锌掺杂羟基磷灰石纳米粒子的结构和生物评估 《纳米材料 2016年 2010年 10 1062878 10.1155 / 2016/1062878 曲 e . M。 Darouiche r . O。 念珠菌感染的医疗设备 临床微生物学检查 2004年 17 2 255年 267年 10.1128 / cmr.17.2.255 - 267.2004 2 - s2.0 - 2042519310 Predoi D。 Popa c . L。 Chapon P。 Groza 一个。 Iconaru s . L。 评价不同抗生素的抗菌活性增强与silver-doped羟磷灰石薄膜 材料 2016年 9日,第778条 10.3390 / ma9090778 Seneviratne c·J。 席尔瓦 w·J。 金 l . J。 Samaranayake y . H。 Samaranayake l . P。 体系结构分析、可行性评估和白色念珠菌的生长动力学和假丝酵母glabrata生物膜 档案口腔生物学 2009年 54 11 1052年 1060年 19712926 10.1016 / j.archoralbio.2009.08.002 2 - s2.0 - 70349779177 19712926 安第斯山脉 D。 纯净的 J。 Oschel P。 阿尔布雷希特 R。 Marchillo K。 Pitula 一个。 发展和特征的体内中央静脉导管 白色念珠菌生物膜模型 感染和免疫 2004年 72年 10 6023年 6031年 10.1128 / iai.72.10.6023 - 6031.2004 2 - s2.0 - 4644248400 拉梅奇 G。 ” K。 芯 b . L。 Lopez-Ribot j·L。 白色念珠菌生物膜形成的特征 航空杂志上Iberoamericana de Micologia 2001年 18 4 163年 170年 2 - s2.0 - 0035705460 缆 s P。 道格拉斯 l . J。 电阻的 白色念珠菌生物膜体外抗真菌剂 抗菌药物和化疗 1995年 39 9 2128年 2131年 10.1128 / aac.39.9.2128 2 - s2.0 - 0029135076 Barbeau J。 附近 C。 付款 P。 生物膜,病原体,水线和牙科单位:一个回顾 加拿大《微生物学 1998年 44 11 1019年 1028年 10.1139 / w98 - 101 2 - s2.0 - 0032467076 Costerton j·W。 斯图尔特 p S。 格林伯格 e . P。 细菌生物膜:持续性感染的常见原因 科学 1999年 284年 5418年 1318年 1322年 10.1126 / science.284.5418.1318 2 - s2.0 - 0033591467 贝克 m·A。 阿西斯 s . L。 Higa o . Z。 科斯塔 我。 纳米羟磷灰石形成Ti-13Nb-13Zr合金暴露在MEM细胞培养基和H的效果2O2除了 Acta Biomaterialia 2009年 5 1 63年 75年 10.1016 / j.actbio.2008.08.008 2 - s2.0 - 56349110340 Groza 一个。 Ciobanu c·S。 Popa c . L。 Iconaru s . L。 Chapon P。 Luculescu C。 Ganciu Daniela Predoi M。 结构特性和抗真菌活性 白色念珠菌生物膜不同的基于Ag /锌掺杂hydroxyapatite-polydimethylsiloxanes复合层 聚合物 2016年 8 4 131年 10.3390 / polym8040131