在骨科内植入物手术当中细菌感染已经成为一个严重的并发症，在初次全髋关节置换中虽然有经过严格的消毒及完善的无菌操作流程，但是其术后发生感染的概率仍然有0.5%~3.0%。
在肿瘤切除后伴随着巨大骨缺损的假体置换中感染率大约为5%~35%。而在一些回顾性研究中外固定架手术的感染率约为2%~30% 。因此有人提出几种改变材料表面特性的方法用于降低内植入物相关感染。已经有多种抗菌材料负载于钛内植入物表面。
如复合阳离子附着、氟离子载入、通过壳聚糖纳米颗粒负载抗生素、药物直接加载到内植入物表面、带有涂层植入物表面载入四季铵化合物、人血清白蛋白、还有银离子 。然而这几种被提出来的技术中或多或少都存在着缺点，如有限的化学稳定性，及由于材料的成分所造成的局部炎症反应，还有其缓释作用还无法得到控制。
在内植入物的研究和应用中，由于钛具有杰出的化学、力学及物理特性，尤其是杰出的生物相容性还有容易加工等特点倍受学者们的关注 。但是，其耐磨性和耐蚀性都有一定的局限性，钛合金属于惰性金属，不能与体内的骨组织通过化学及生物的形式结合，因此人们尝试用各种方法对钛及钛合金进行金属表面的改性，以取得相辅相成的综合性能。
在医学领域，对钛合金表面进行表面修饰主要是为了改进内植入物的耐蚀性、耐磨性、还有在生物方面的性能 。而聚维酮碘作为一种消毒防腐剂，临床上多用于手术的皮肤消毒，各种创伤时清创消毒使用。它对多种病毒、真菌、细菌、细菌芽胞等都有杀菌及抑菌作用。其作用具体机制是当聚维酮碘接触到病原体后，能释放出碘发挥杀菌及抑菌作用。
特点是对组织刺激性小，因此本研究中选用聚维酮碘作为负载在钛板上的药物。在骨科植入手术中，深部感染仍然是一个严重的并发症 。为了减少与内植物相关感染的发生率，已经提出了几种生物材料表面处理方法。本研究重点主要在如何将碘负载于骨科内植入物表面。钛板表面经过阳极化处理，钛内植入物在骨科及口腔科中应用最多。
它很好的生物相容性归功于在它表面形成的稳定的氧化膜结构。通过目前在骨科及口腔科中的临床应用，钛内植入物表面的氧化层的生物相容性得到了很好的证实 。通过阳极化处理，可以在钛表面形成高度粘着的阳极氧化膜表面，而这阳极氧化膜的离子成分主要通过电解液的成分调节。
在本研究中我们创造性的使用了聚维酮碘作为载碘电解液。使用聚维酮碘作为电解液，可以在钛表面形成一种高度粘附的含碘的阳极氧化膜 。本研究的目标主要是评估载碘钛板在体外对大肠杆菌的抗菌活性，以及它对内植入物感染的影响，还有载碘钛板作为一种新型的生物材料的潜在应用性。
讨论
对细菌所产生菌膜的认识是近年来研究骨科内植入物相关感染的一大进展，基础研究表明内植入物相关感染难以控制和反复发作的重要原因是细菌与内植入物假体等界面黏附后 ，通过一系列调控机制形成生物膜细菌生物膜的形成是一个动态复杂过程，包括初期的移植黏附阶段、发展阶段、成熟阶段和细菌的脱落与再植阶段。
而随着近年来抗生素的广泛使用，大量的超级细菌的出现，使得抗生素对细菌的*伤杀**力逐渐下降 。而这多与细菌表面形成的生物膜密切相关。细菌生物膜一旦形成它即可以以多种形式对抗人体免疫防御系统及使抗生素难以透过，被生物膜包裹的细菌比浮游状态下细菌对抗生素的抵抗力强1000倍。
在众多的杀菌药物中我们如何选择了聚维酮碘
而近年来为了改变这种由于细菌生物膜的存在造成被包裹的细菌难以被消灭而造成牵延不愈的感染现状 。因为全身应用抗生素造成细菌耐药，通常不能有效地治疗内植入物相关感染，因此对内植入物表面进行改性使其具有局部的抗菌活性从而降低耐药性就显得非常重要。这就让为了减少与植物相关的感染的发生率，一些生物材料表面处理提出了。
特别是银离子由于其良好的抗菌作用和低毒性已经吸引了许多研究人员的兴趣，但是银离子同样被发现对人类细胞有毒性作用 ，研究表明羟磷灰石可以通过改善骨骼的相容性减少感染。但羟基磷灰石本身不具备抗菌活性，仅作为改变内植入物表面结构的材料，作为抗菌药物的载体，比如已经被报道的在羟基磷灰石上负载氯己定。
与氯已定、奥替尼啶、聚盐酸己双胍和海克替啶等其他常见的抗菌防腐剂相比，聚维酮碘被认为具有最广泛的抗菌作用 。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，细菌孢子，真菌，原生动物和一些病毒均具有消灭作用。在一项研究中证实了1%的聚维酮碘作为一种常规的抗菌剂在口腔卫生中不同程度上起到了持续的维持口腔卫生的效果。
在减少口腔微生物浓度方面可以维持4小时。此外,有一些证据表明，聚维酮碘能够修复细菌感染后的自然微生物菌群 ，如WewalkaG等人在一项针对女性细菌性阴道炎的前瞻性随机临床试验中观察到用聚维酮碘治疗后可以对有益细菌乳杆菌进行快速重新种植。在一项使用漱口水样本的健康志愿者研究中。
聚维酮碘被发现相对于苄索氯铵和氯己定在对抗抗甲氧西林金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌中能引发更强的杀菌活性 。同时聚维酮碘也被证明在体外试验中对耐药肠球菌、凝血酶阴性的葡萄球菌、假单胞菌和各种不同的分枝杆菌菌株具有效果。据报道，在氯已定、苄索氯铵、苯扎氯铵等其他常见的抗菌剂中，聚维酮碘同样被证实具有最强的抗病毒作用。
在体外试管实验中，发现聚维酮碘能抑制包括腺病毒，腮腺炎，轮轮病毒，脊髓灰质炎病毒(1型和3型)，柯萨奇病毒，鼻病毒，单纯疱疹病毒 ，风疹，麻疹，流感和人类免疫缺陷病毒而氯己定，苯扎氯铵，苄索氯铵则无法抑制腺病毒，脊髓灰质炎病毒和鼻病毒的生长。在体外抗菌试验中聚维酮碘同样被证实在10秒到120秒之间可以完全杀灭念珠菌。
而且通过聚维酮碘的使用，可以减少在艾滋病病人中机会菌株白色念珠菌的口腔感染，在减少医疗费用方面起到很大的作用 。由此看来，聚维酮碘具有广谱的杀菌作用。聚维酮碘由聚乙烯吡维洛烷酮和碘单质组成，虽然聚乙烯吡维洛烷酮本身没有抗菌作用，但它可以携带碘单质到达细菌到细胞膜表面，然后可以自由的将碘单质释放出来。
正是由于自由碘能调节基本的机制作用(对氨基酸和核酸的氧化作用)。这个基本的行动机制导致了聚维酮碘具有强烈的杀灭微生物活性 ，包括多种模式可以中断微生物代谢途径，以及细胞膜结构成分的不稳定，对病原体造成不可逆转的损害。而在聚维酮碘中游离碘的浓度是决定杀微生物作用强度的重要因素。
将细菌及真菌暴露在聚维酮碘溶液中聚维酮碘可以破坏细菌的胞浆和核结构，可以导致真菌细胞壁损伤 。在一项研究中，将病毒暴露在不同消毒剂中，检测病毒活性，通过电子显微镜揭示了暴露在碘中时导致病毒的核蛋白的变性。而且破坏病毒包膜的表面蛋白也很重要，除了直接的杀灭细菌外，聚维酮碘还能抑制致病因子的释放。
如外毒素、内毒素和组织破坏酶等。而且碘还是很好的氧自由基的清除剂，有助于抗炎作用 。 由于 在临床中抗生素耐药性的问题极其严重，使得我们医务科研工作者不得不去不断的寻找新的替代品来治疗感染，而各种防腐剂的出现，正是由于其没有或是极低的耐药性给我们打开了一个新的思路这是一个至关重要的问题。
通过我们广泛的阅读文献，对于临床应用聚维酮碘还没有临床研究表明有微生物对聚维酮碘的治疗耐药 。这很可能是由于其多靶点的抗菌机制有关。与此相反，已经有记录表明有些细菌对氯己啶形成耐药性。耐药性可能改变细菌的易感性，在某种程度上，通过改变革兰氏阴性细菌的外膜，可以防止抗菌剂吸附。
据报道在欧洲和日本的金黄色葡萄球菌对氯己啶和季铵化合物的抗性已高达42%。研究有几个局限性 ：第一，对载碘钛板的抗菌附着效应或生物膜形成的抑制作用没有长期的研究，但是包括前期团队中其他人员的研究，证实在体外抗菌实验中载碘钛板对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌有抗菌效果，因此表明载碘钛板在预防初始微生物感染方面是非常有效的。
还需要进一步的研究来评估其长期的稳定性。第二，在本研究中和包括前期团队中其他人员的研究，钛板只暴露于金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的的标准菌株中 ，而对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)或铜绿假单胞菌在金属表面形成生物膜的抗菌附着效果也应在今后进行评估。最后，我们没有在基础研究中研究碘释放的时间影响，还需要进一步研究。
我们制备的载碘钛板，经过抗菌实验的验证，比较实验组与对照组的病原体反应，统计分析存活的细菌菌落数目的差异 。五组菌落数量经过两两比较地LSD法检验，p<0.05，可认为实验组的细菌数量小于对照组的细菌数量，可推测载碘钛板比没有载碘的钛板的抗菌性能好，随着载碘钛板含碘量的提高其抗菌效果也会提高。
聚维酮碘应用于体内的安全性
在临床中我们大都只把聚维酮碘应用在体外，较少有学者将其应用于体内，关于聚维酮碘应用于体内是否安全 ？就目前而已，经过近60年的临床应用，关于聚维酮碘的安全性问题可以得到非常完整的答案，其主要的副作用仅仅存在于长期使用聚维酮碘而导致的甲状腺功能障碍，而这在临床中也不是很常见。
因此，聚维酮碘不能用于那些甲状腺机能亢进症和其他甲状腺疾病的患者。总的来说，聚维酮碘相对于其他常用的抗菌剂来说耐受性要好20倍 。当然也有极少数的病例报道称在皮肤长时间接触聚维酮碘后会出现过敏性皮炎，这是被认为是罕见的并发症，不同于局部痒和皮肤刺激。总的来说,聚维酮碘相对于其他抗菌剂来说极少数发生过敏性。
就目前为止，大部分医务工作者对于聚维酮碘的应用仅仅停留在体外的消毒杀菌，或是在手术中短暂的应用于体内消毒 。而未出现有将聚维酮碘长期应用于体内的报道。将聚维酮碘通过在钛板上载碘的形式将其用于体内，并且经过长期的观察未发现甲状腺功能异常的不良反应，而且还具有很好的预防及治疗各种骨科创伤、肿瘤术后感染、内植入物相关感染。
但在其文章中没有对如何将聚维酮碘负载到钛板上的工艺做详细的介绍。 通过Hashimoto等人的方法对钛板表面进行阳极氧化处理，制备出阳极氧化膜的厚度5-7um，孔隙率1400/mm2的二氧化钛纳米管结构 。
结论
通过我们探索性实验，我们创新性的使用了一种新的方法来制备载碘钛板，省去了前期研究中在载碘前需要先将钛板制备成二氧化钛纳米管的步骤而直接对钛板进行载碘 ，通过调节电压、环境温度、电解液的种类、时间、PH值等实验参数不变，通过调节聚维酮碘电解液的浓度，即可以制备出含碘量可控的载碘钛板，而且载碘量得到提*达升**到14wt%左右。
通过体外抗菌实验，证明了这种新型的碘涂层钛板对大肠杆菌可以起到很好的抗菌作用。并且技术工艺简化，在未来实现工业化生产后可以提高量产效率并且降低成本 。在本课题中的钛板载碘研究仍属于初期阶段，还未将载碘钛板做动物体内实验。通过改变钛板的表面结构研究载碘钛板的缓释效果，从而达到一个长期抗菌的效果。
