摘要
气管插管或气管切开后的常见并发症包括气管狭窄和感染,这两者往往相互促
进,增加治疗难度。在这种情况下,具有稳定抗菌性能和良好生物相容性的气道支架
成为理想的治疗选择。银纳米颗粒(Silver nanoparticles, AgNPs)以其显著的抗菌和抗
炎活性著称,因此将其应用于气道支架涂层有望改善支架相关的感染及肉芽组织增生
问 题 。 本 研 究 前 期 成 功 制 备 了 表 面 覆 有 银 纳 米 颗 粒 / 碳 纳 米 管 ( Silver
nanoparticles/Carbon nanotubes, AgNPs/CNTs)涂层的硅酮气道支架,现为评估此新型
气道支架的抗菌性和组织相容性做进一步研究。
本研究采用 3D 打印技术结合原位还原法,成功制备了 AgNPs/CNTs 涂层的硅酮
气道支架。在体外实验中,使用纸片琼脂扩散法和细菌共培养法评估其抗菌性,并通
过细菌计数法定量分析其抑菌效果。体内实验采用新西兰兔模型,将 AgNPs/CNTs 涂
层气道支架与普通硅酮支架置入体内,术后 2 周和 4 周进行气管灌洗,并进行菌落计
数。此外,通过组织学方法(HE 染色和 Masson 染色)评估炎症反应、肉芽组织增生
及胶原沉积情况,同时使用共聚焦显微镜观察和测量气道支架表面生物膜的形成。
体外抑菌圈实验结果显示,AgNPs/CNTs 涂层可抑制金黄色葡萄球菌和铜绿假单
胞菌的生长,抑菌圈分别为 17.13±1.21 mm 和 13.55±0.81 mm,且体外细菌共培养实验
中,AgNPs/CNTs 组菌落数显著低于普通硅酮组(P<0.05)。动物体内抑菌实验结果表
明 AgNPs/CNTs 涂层组的菌落数在第 2 周和第 4 周均显著低于普通硅酮组(P<0.05)。
镜下组织学分析显示,AgNPs/CNTs 组肉芽组织厚度、炎症细胞浸润及胶原沉积均显
著低于普通硅酮组(P<0.05)。此外,共聚焦显微镜下生物膜测量结果显示,
AgNPs/CNTs 涂层支架表面生物膜厚度为 25.75±5.93 μm,显著低于普通硅酮支架表面
的 45.27±12.84 μm(P < 0.05)。
AgNPs/CNTs 涂层气道支架在体外和体内均表现出优异的抗菌性能,能够有效抑
制细菌生长,减少气道内细菌定植及生物膜形成,并显著减轻肉芽组织增生和胶原沉
积,从而改善气道微环境。该研究为 AgNPs/CNTs 涂层气道支架的临床应用提供了理
论依据。