退行性关节炎不再是老年人群的专利。根据国民健康保险公团2012年至2022年的报告，20岁至30岁人群中退行性关节炎的患病率增加了22.8%。这种上升归因于长时间坐在办公桌前和过度举起重型运动器材，这两者都会导致严重的软骨损伤。虽然人工关节是一种常见的治疗方法，但细菌感染带来了挑战。然而，最近的一项研究提出了一种有趣的解决方案，涉及使用贻贝。

由浦项科技大学(POSTECH)化学工程系和融合科学技术学院的 Hyung Joon Cha 教授和化学工程系的 Hyun Sun Choi 博士组成的合作研究团队，以及教授庆北国立大学先进技术融合学院生物医学融合科学与技术系的 Yun Kee Jo 成功开发了一种用于植入物的涂层材料。这种材料基于贻贝粘附蛋白，旨在释放抗生素以应对细菌入侵。该研究成果近期发表在生物材料领域著名国际期刊《Biomaterials》网络版上。

在种植手术中，细菌感染不仅会损害种植体的稳定性，还会引起各种并发症。此外，对抗生素高度耐药的细菌即使在抗菌治疗后也常常导致反复感染，需要额外的手术。虽然人们对含有抗生素的植入物涂层材料进行了积极的探索，但也出现了许多挑战，包括手术过程中材料的物理损坏以及内部抗生素的潜在泄漏。

在这项研究中，研究小组将注意力集中在多巴上，这是贻贝粘附蛋白中发现的氨基酸之一。多巴对于贻贝中观察到的牢固粘附至关重要，它与金属离子形成有效的键。它与亚铁金属离子的相互作用值得注意，因为它随着酸度 (pH) 降低而减弱。认识到细菌入侵会改变身体的酸度，该团队开发了一种新型植入物涂层材料。

这种材料在正常情况下含有抗生素，但如果发生细菌感染并随后酸化，它会在八小时内释放出70%的抗生素，有效消灭细菌。值得注意的是，该材料表现出卓越的耐用性，即使在植入手术后的骨再生阶段(约四周)也能立即发挥抗菌功效。

材料释放的抗生素数量与细菌感染的程度相对应，研究人员还根据不同的细菌浓度验证了涂层材料的抗菌功效。特别是，多巴和铁离子之间的键对外部物理刺激表现出显着的弹性，使其能够抵抗植入过程中遇到的磨损和机械负载。

领导这项研究的浦项科技大学 Hyung Joon Cha 教授表达了他的期望，他说：“粘合植入涂层材料的即时和持续的抗菌作用有可能显着提高植入手术的成功率。” 庆北国立大学的 Yun Kee Jo 教授在解释这项研究的意义时补充道：“通过根据实际需要选择性地释放抗生素，这可能代表着未来防止超级细菌出现的突破性技术。”

该研究得到了韩国卫生和福利部卫生技术研发项目和牙科技术研发项目、科学和信息通信技术部的职业中期研究计划和青年研究员计划以及浦项制铁控股公司的支持。