最近，在美国亚特兰大举行的矫形外科医生学会学术会议上，格里斯廷纳（Gristina）博士指出，由于粘附在植入假体表面的微生物不仅抵抗力极强，而且感染的破坏力也很大，因此，在研制全人工心脏及其它植入装置方面，需要寻求新的途径。

格里斯廷纳博士是美国鲍曼 · 格雷医学院矫形外科学教授，他提请大家注意，新近他与德弗里斯（DeVries）博士等人合作在生物材料集中性败血症及全人工心脏方面所进行的研究（见《美国医学会杂志》1988，250（6））。

格里斯廷纳和德弗里斯两位博士在《美国医学会杂志》的这篇论文中说。他们注意到，生物材料集中性感染是目前全人工心脏扩大应用的一个主要障碍。设计出表面能被组织细胞整合的粘性生物材料，可能是一项新的对策。他说：“预先用内皮细胞覆盖的血流动力学表面也许可以有效减少细菌粘附和血栓形成。”

在植入时，如生物材料表面容易被细菌粘附，可应用抗生素来预防。目前对用抗生素浸入生物材料中的方法虽有争论，但是可以有效降低细菌初期克隆的机会。

根据预先估计的病原体，可考虑预防应用有针对性的抗生素，为了抑制粘液分泌性菌类，抗生素预防应用时的联合类型要适当，剂量要足够。

生物材料作为在植入物生物接触面所产生重要的细胞相互作用与宿主反应的组成部分，其表面原子结构及能量水平的了解将决定着人造器官应用的进程。

格里斯廷纳博士在向矫形外科医生们宣读的论文（预计将很快会发表）中报告了新的研究结果：杀死植入生物材料表面细菌所需要的抗生素要比杀死悬液中细菌大10 ~ 100倍。

与格里斯廷纳博士一道参加肌肉骨骼感染专题学术会议的其他外科医生简述了一些新的治疗方法，其中包括应用抗生素珠子、水泥、以及含有抗生素的其它材料，作为把高浓度的适当的杀菌药物置于全髋关节和膝关节置换物周围局灶性感染源及骨髓炎部位的方法。要注意，关节置换物周围软组织和骨组织感染的处理包括彻底清创、移除置换物、应用高度局部释放性抗生素等措施。格里斯廷纳博士进一步解释说，目前的趋向是将抗生素置于生物材料上和相同部位的健康组织，抗生素可以通过生物材料释放出来。

“生物材料性感染的并发症是严重的”，格里斯廷纳博士说，“尤其是在血管假体或全肘关节置换假体中更是如此。全髋关节的感染率较低，但是，我们正在处理越来越多的免疫受损的宿主，今后几年，随着生物材料的广泛应用，全髋关节感染将是我们最终必须面临的一个问题。”

矫形外科医生对所谓的异物作用（感染一直持续到生物材料被移除）是十分清楚的。这种感染对抗生素治疗耐药，并可抵抗宿主的防御机理。

“我们在60年代的早期实验表明，生物材料以最简单的途径为细菌的生长和繁殖提供结构组织，”格里斯廷纳博士说，“但其机理未明。”“70年代，微生物学家在研究自然环境中细菌的行为时发现，细菌对物体表面具有异乎寻常的粘附能力，事实上，海洋环境表面存在的细菌数目较多。它们能抵挡水流的冲击，从周围环境中吸取所需要的养分。细菌这种对表面的粘附作用是通过一种囊外的多糖物质实现的。”这种囊外多糖具有阻滞环境拮抗物、化疗药物）抗生素以及其它防御机理的作用，囊外多糖除了具有粘附作用以外，还有助于保护处于复杂的微克隆中的细菌。

这就提示，此种类型的粘附作用和囊外多糖物质以及其异乎寻常的特性都是我们在外科中所见现象（异物反应和生物材料集中性败血症）的致病基础。我们开始研究生物材料和植入装置，在数年中观察了矫形手术和医学中已经使用的及目前正在植入的大部分材料和装置。

格里斯廷纳博士说，以感染的全人工髋关节为例，这种致病变化可以简述如下：它包括生物材料的植入，随机接触细菌，细菌在生物材料和也许邻近的骨组织上繁殖，形成顽固性感染（对宿主的免疫防御和抗生素有抗性），继而感染扩散，病态严重。

若细菌下层是骨组织和关节的软骨表面时，细菌就会繁殖并以相同的方式导致骨髓炎。

特殊类型的细菌可占据特殊的表面和区域，格里斯廷纳博士补充说。研究表明，金黄色葡萄球菌主要引起与金属有关的感染以及软组织感染。引人注意的是，对聚合物装置的研究发现，表皮金黄色葡萄球菌是一种主要的致病微生物。

假如我们观察一种生物材料生态系统的地形构造，就会发现生物材料的表面往往因环境而失常。例如合金或者是金属，可形成一层氧化物薄膜。接着，植入机体后，一些橡胶原、血纤维蛋白、肌动蛋白之类的大分子蛋白质被吸收到植入物表面。

此后，细胞及其受体与生物材料、氧化物或糖蛋白相互作用形成限定膜，从而在这一区域产生一个反应界面。它可以是组织细胞、内膜细胞、或者是细菌细胞，但这是生物材料植入人体首先发生的现象。也就是说，存在着表面竞争；我们确实可以说，植入材料表面存在着一种竞争……。我们认为，细胞对表面是一种典型的化学（并非机械）关系……。

“我们可以设想，在限定膜覆盖住植入材料之后，植入物对组织细胞或细菌存在着一种自然趋向，使其与之表面起反应。感染一旦形成，植入物要达到与组织整合是不可能的。不过，如组织能整合足够有效的化学物质，那么植入物对感染的抵抗力也有可能增强。”

［The Medical Post，1988年4月12日］