關鍵詞：磷酸鈣，抗菌，香草醛衍生物
在過去的幾年中，使用再生醫學來恢復創傷中受損組織的功能受到重視。尤其是，生物陶瓷已經被廣泛研究，並且大量的陶瓷基器件已經商業化，因為它們適合作為骨替代物或假體塗層。在這些陶瓷基器件中，磷酸鈣(CaP)在骨科、牙科等領域變得必不可少，並且已經被用於開發用於骨缺損填充的不同類型的假體表面和骨水泥。它們適合作為骨移植的主要原因是它們與骨基質的巨大相似性，骨基質由60%的磷酸鈣形成。目前，外科手術中可以找到幾種不同的鈣磷化合物。這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個基本特徵，因為它是在不引起宿主體負反應的情況下進行植入的能力。磷酸鈣無毒性已被廣泛證實。此外，這些材料已被證明是高度生物活性，這意味著能夠參與特定的生物反應，幫助骨骼再生。當植入體內時，CaP載體還能夠釋放離子，可以與生理環境中的磷酸鹽反應，從而在植入物的表面上形成磷灰石樣相。
CaP材料的真正潛力來自於它們的骨傳導、骨整合和骨誘導能力。骨傳導是容納骨細胞並使其在植入物表面生長的可能性。細胞粘附在鈣磷脂表面有利，因為它們的結構性質和吸附細胞外基質（ECM）蛋白的能力。此外，這些材料還能夠整合到活骨中（骨整合），並招募祖細胞，刺激它們發展成骨形成細胞譜系（骨誘導）。醫療器械的生物降解性也很重要，因為這些材料的漸進性解決方案避免了進行第二次干預以移除移植物的必要性。然而，CaP材料顯示出一些缺陷。骨移植物或假體配置所需的手術可能導致局部發病和過度炎症，但是這些類型的手術干預的主要問題通常是由在植入物表面發現的致病微生物引起的骨感染的出現。事實上，膿毒性失敗是假肢失敗的第二個最常見的原因（18.4%）。細菌複製並可能在材料表面產生生物膜，這使得它們在術後過程中抵抗多種抗生素並阻礙癒合。
出於這個原因，在過去的幾年中，發展具有抗菌性能的新型生物陶瓷對骨感染過程的發展有興趣增加。在抗菌物質的背景下，許多抗生素藥物已經開發和測試。口服給藥可能是一種很好的抗菌治療方案，但需要高劑量的藥物，這會導致抗生素耐藥性或腎和肝併發症。出於這個原因，兩種藥物遞送裝置和抗菌表面已經被大量開發，目的是實現藥物的局部作用。除了抗生素，其他物質也被研究作為抗菌劑，以避免一些藥物的典型副作用。在這方面，已經發現精油組分（EOCS）具有抗菌活性。這些產品由植物天然合成，芳香且揮發，並已證明具有抗菌、抗真菌、抗病毒、殺蟲和抗氧化活性。特別地，它們的抗菌活性是由於羥基的存在，其可以與細胞膜相互作用並增加其滲透性，導致pH不穩定和膜破壞。由於這些特性，EOC(即香芹酚、丁香酚、百里香酚、香草醛或肉桂醛)在食品和藥理工業中得到了廣泛的應用。然而，它們的高揮發性和強烈氣味使得它們難以應用於治療領域。為此，為了將精油附著在特定表面並增強和/或延長其抗菌作用，已經進行了若干研究。
近日，意大利學者Milena Fini領導的研究團隊在磷酸鈣再生材料上塗覆了香草醛衍生物以結合其原始的骨再生性能和EOC的抗菌作用。實驗結果表明，該材料在低濃度（10 mg·mL-1）對DH5α大腸桿菌的殺滅率便達100%。此外，含有香草醛的支架對細胞沒有顯示出任何毒性作用，但它們保留了表達鹼性磷酸酶(ALPL)、1型膠原、α1鏈(COL1A1)和骨γ-羧基穀氨酸蛋白或骨鈣素(BGLAP)的能力。成骨細胞表達。DOI：10.1016/j.actbio.2018.09.033
