Merekayasa Implan Berbasis Titanium yang Antibakteri, Biokompatibel, dan Antioksidan Menggunakan Jaringan Polifenol-Klorheksidin untuk Regenerasi Tulang

Abstrak
Infeksi terkait implan yang menyebabkan osteolisis dan pelonggaran implan merupakan tantangan klinis yang berkelanjutan. Berbagai strategi telah diusulkan untuk melengkapi implan tulang dengan sifat antibakteri untuk mencegah infeksi. Namun, sitotoksisitas yang terkait dengan efek antimikroba berdampak buruk pada osseointegrasi. Di sini, strategi yang mudah dan aman diusulkan untuk memberikan implan tulang dengan pencegahan infeksi, sitokompatibilitas yang baik, sifat antimikroba yang responsif terhadap peradangan, sehingga meningkatkan penyembuhan tulang. Lapisan dibuat pada implan melalui ikatan kovalen dan non-kovalen polifenol dengan klorheksidin (CHX). Ikatan kovalen menjamin stabilitas jangka panjang, sementara ikatan non-kovalen memfasilitasi pelepasan CHX lebih awal. Lebih jauh, penyertaan polifenol mengurangi elektrofilisitas CHX, menghambat spesies oksigen reaktif yang dihasilkan oleh CHX, dan meminimalkan gangguan pada rantai transpor elektron mitokondria, sehingga mengurangi toksisitas seluler. Akibatnya, lapisan tersebut secara efektif memperkuat implan tulang, berhasil menghambat invasi bakteri dalam waktu 7 hari pada tikus Sprague-Dawley dan menekan peradangan serta resorpsi tulang yang disebabkan oleh bakteri selama implantasi femoralis selama 60 hari, sehingga memfasilitasi osseointegrasi pada implan. Penelitian ini menyelidiki sitotoksisitas yang terkait dengan gangguan mitokondria yang disebabkan oleh CHX dan mengusulkan strategi untuk meningkatkan kompatibilitas selulernya, sehingga memberikan pendekatan baru untuk membuat implan tulang antibakteri yang biokompatibel.