关键词：磷酸钙，抗菌，香草醛衍生物
在过去的几年中，使用再生医学来恢复创伤中受损组织的功能受到重视。尤其是，生物陶瓷已经被广泛研究，并且大量的陶瓷基器件已经商业化，因为它们适合作为骨替代物或假体涂层。在这些陶瓷基器件中，磷酸钙(CaP)在骨科、牙科等领域变得必不可少，并且已经被用于开发用于骨缺损填充的不同类型的假体表面和骨水泥。它们适合作为骨移植的主要原因是它们与骨基质的巨大相似性，骨基质由60%的磷酸钙形成。目前，外科手术中可以找到几种不同的钙磷化合物。这些材料具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性。生物相容性是外科材料的一个基本特征，因为它是在不引起宿主体负反应的情况下进行植入的能力。磷酸钙无毒性已被广泛证实。此外，这些材料已被证明是高度生物活性，这意味着能够参与特定的生物反应，帮助骨骼再生。当植入体内时，CaP载体还能够释放离子，可以与生理环境中的磷酸盐反应，从而在植入物的表面上形成磷灰石样相。
CaP材料的真正潜力来自于它们的骨传导、骨整合和骨诱导能力。骨传导是容纳骨细胞并使其在植入物表面生长的可能性。细胞粘附在钙磷脂表面有利，因为它们的结构性质和吸附细胞外基质（ECM）蛋白的能力。此外，这些材料还能够整合到活骨中（骨整合），并招募祖细胞，刺激它们发展成骨形成细胞谱系（骨诱导）。医疗器械的生物降解性也很重要，因为这些材料的渐进性解决方案避免了进行第二次干预以移除移植物的必要性。然而，CaP材料显示出一些缺陷。骨移植物或假体配置所需的手术可能导致局部发病和过度炎症，但是这些类型的手术干预的主要问题通常是由在植入物表面发现的致病微生物引起的骨感染的出现。事实上，脓毒性失败是假肢失败的第二个最常见的原因（18.4%）。细菌复制并可能在材料表面产生生物膜，这使得它们在术后过程中抵抗多种抗生素并阻碍愈合。
出于这个原因，在过去的几年中，发展具有抗菌性能的新型生物陶瓷对骨感染过程的发展有兴趣增加。在抗菌物质的背景下，许多抗生素药物已经开发和测试。口服给药可能是一种很好的抗菌治疗方案，但需要高剂量的药物，这会导致抗生素耐药性或肾和肝并发症。出于这个原因，两种药物递送装置和抗菌表面已经被大量开发，目的是实现药物的局部作用。除了抗生素，其他物质也被研究作为抗菌剂，以避免一些药物的典型副作用。在这方面，已经发现精油组分（EOCS）具有抗菌活性。这些产品由植物天然合成，芳香且挥发，并已证明具有抗菌、抗真菌、抗病毒、杀虫和抗氧化活性。特别地，它们的抗菌活性是由于羟基的存在，其可以与细胞膜相互作用并增加其渗透性，导致pH不稳定和膜破坏。由于这些特性，EOC(即香芹酚、丁香酚、百里香酚、香草醛或肉桂醛)在食品和药理工业中得到了广泛的应用。然而，它们的高挥发性和强烈气味使得它们难以应用于治疗领域。为此，为了将精油附着在特定表面并增强和/或延长其抗菌作用，已经进行了若干研究。
近日，意大利学者Milena Fini领导的研究团队在磷酸钙再生材料上涂覆了香草醛衍生物以结合其原始的骨再生性能和EOC的抗菌作用。实验结果表明，该材料在低浓度（10 mg·mL-1）对DH5α大肠杆菌的杀灭率便达100%。此外，含有香草醛的支架对细胞没有显示出任何毒性作用，但它们保留了表达碱性磷酸酶(ALPL)、1型胶原、α1链(COL1A1)和骨γ-羧基谷氨酸蛋白或骨钙素(BGLAP)的能力。成骨细胞表达。DOI：10.1016/j.actbio.2018.09.033
