一种测定载药材料纵向抗菌活性的新方法

本方案涉及测试从聚合物装置中释放的抗生素的实时抗菌效果，有助于准确确定有效配方，从而提高其转化价值。该方法具备实时抗菌效果测试能力，可监测载药材料的长期活性，并了解特定植入物配方的抗菌作用范围。这种聚合物材料作为承重表面，已用于超过90%的全关节置换手术中。

其抗生素缓释制剂已被开发作为假体周围关节感染的潜在治疗方法。该方法可适用于任何载药释放装置，例如多孔金属、可降解和不可降解聚合物、凝胶，以及可能经过材料特异性方案调整的颗粒材料。首先，在一毫升胰蛋白胨大豆肉汤中将细菌培养过夜。

然后将过夜培养的细菌悬液用无菌的穆勒-欣顿肉汤（Mueller Hinton Broth，MHB）进行稀释，并在实验开始前按照文中所述方法通过发光单位测定活菌数量。将未处理的和载药的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）条带放入一支3毫升的注射器中。然后通过连接的针头将含有MHB的细菌悬液吸入注射器，直至液面达到1.5毫升刻度处。

将注射器装置置于摇床培养箱中，分别在六小时及之后每天直至第七天的指定时间点进行培养。在每个指定时间点后，取出注射器装置，并将培养基转移至一个2毫升离心管中。使用100微升细菌悬液，按照论文中所述方法进行实时微生物活力检测。

确定可存活细菌数量后，利用相应的标准曲线，根据发光单位计算每毫升的菌落形成单位。为了验证发光值低于检测限的样品中不存在可存活细菌，将培养物涂布于胰蛋白胨大豆琼脂平板上，在35摄氏度下孵育过夜。

第二天检查菌落是否存在。离心剩余的细菌悬液。轻轻吸除废液。

在含有不可见沉淀的离心管中保留100微升上清液。用新鲜的MHB重悬沉淀的细菌。涡旋振荡10秒，以确保完全重悬。

然后通过连接的针头，将细菌悬液吸入相同的注射器装置中。首先，在第七天实验结束后，从注射器装置中取出未处理的和载药的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）表面。随后将这些表面转移至1.5毫升离心管中，并用1毫升无菌PBS冲洗三次。

将表面在1毫升无菌PBS中超声处理40分钟。取100微升超声处理后的样品进行发光检测，以测定黏附细菌的存活率。载有万古霉素和庆大霉素的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在6小时时表现出突释现象，随后以稳定速率持续释放，其浓度在7天内均高于最低抑菌浓度。

含有万古霉素和庆大霉素的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在6小时时对敏感型ATCC 12600菌株即表现出超过三个数量级的减少，并在第3天观察到完全清除。对于庆大霉素敏感、万古霉素中介的菌株L1163，两种载药材料在6小时时均引起超过三个数量级的减少，且在第1天未观察到菌落生长。UHMWPE释放的庆大霉素对庆大霉素耐药、万古霉素中介的菌株L1101的细菌活性无影响。

相反，UHMWPE 中万古霉素的释放显著降低了六小时时的细菌活性。在暴露于敏感菌株和中介耐药菌株七天后，含有庆大霉素和万古霉素的 UHMWPE 表面均未检测到存活的黏附细菌。然而，在暴露于耐庆大霉素的 L1101 菌株时，含庆大霉素的 UHMWPE 表面仍存在部分存活细菌。

对照组的原始聚乙烯表面在接触每种菌株后均显示出可存活的黏附细菌。在每个时间点分离使用过的培养基，以促进微生物群的延续，这对于模拟对抗生素的持续暴露至关重要。尽管该半静态模拟方法较静态方法有所改进，但仍可进一步采用连续实验装置，以更深入地了解新型药物制剂对感染作用的动力学特性。

该方案使我们能够捕捉药物释放对菌株依赖性细菌动态的影响，增强了对持续性抗生素递送装置功效的评估工具。