基于羧基化PLGA納米骨修復材料的制備及性能研究.pdf

1、骨缺損或骨不連的治療一直是骨科領域長期致力解決的臨床難題。骨組織工程和再生醫(yī)學的快速發(fā)展為骨缺損和骨不連的修復和治療提供了希望。支架材料作為骨組織工程最重要的元素之一，其制備及研發(fā)受到研究者廣泛關注。無機粒子與聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物復合制備的骨組織工程支架材料很多，其能夠發(fā)揮無機粒子和聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物的優(yōu)點。以往無機粒子/聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物復合支架的制備方法是將無機粒子在聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物溶液或熔體中混合，

2、這就導致無機離子在聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物內部分散不均勻，植入機體后不能有效與宿主細胞接觸進而發(fā)揮生物學作用。因此，制備結構和成分均勻的無機啦子/聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物復合支架具有重要的臨床意義。
　　目的：
　　探討末端羧基化聚(乳酸-羥基乙酸)聚合物(PLGA-COOH)合成方法;基于羧基化PLGA制備兩種納米骨修復材料;對納米骨修復材料的相關表征、力學性能、降解性能及生物相容性進行檢測;驗證納米骨修復材料的體內異

3、位成骨能力和骨缺損修復性能。
　　方法：
　　1、制備羧基化PLGA，分別與納米級HAP和TCP共混，經攪拌，洗鹽和凍干等過程制備PLGA-COOH/HAP和PLGA-COOH/TCP復合支架。研究其相關表征及力學性能和降解性能等。
　　2、復合支架與MC3T3-E1細胞體外共培養(yǎng)定性和定量分析支架對細胞增值、細胞周期、成骨分化及黏附性能的影響。
　　3、復合支架體外負載rhBMP-2，研究體外釋放性能。通過SD

4、大鼠臀大肌肌袋實驗評價復合支架及負載rhBMP-2支架的異位成骨性能。
　　4、通過兔顱骨臨界性骨缺損模型評價支架無負荷情況下骨缺損修復性能。
　　5、通過兔尺骨臨界性骨缺損模型評價復合支架及負載rhBMP-2支架長骨大節(jié)段骨缺損的修復性能。
　　結果：
　　1、核磁氫譜和分子量檢測顯示，羧基被成功接枝在PLGA聚合物末端，PLGA聚合物分子量120000左右。SEM和Micro CT掃描顯示支架具有多孔結構，孔

5、徑均一。EDX證實兩種支架的特征性元素均為鈣、磷和碳。力學性能測試顯示兩種支架的抗壓縮和抗彎曲強度沒有明顯差異。降解實驗顯示隨著時間延長，兩種支架重量均減低;支架中無機成分晶體結構穩(wěn)定;PLGA聚合物分子量隨時間延長而減低。
　　2、CCK-8和流式結果顯示，兩種支架具有良好生物相容性和促細胞增值作用。ALP測定顯示兩種復合支架具有一定促成骨分化性能，優(yōu)于單純PLGA;掃描電鏡和激光共聚焦結果顯示，復合支架和羧基化PLGA均有利于

6、細胞的黏附，且細胞形態(tài)較好。
　　3、兩種復合支架可作為rhBMP-2的緩釋載體，有效釋放時間可達360小時。將負載rhBMP-2的支架植入SD大鼠臀大肌肌袋中，術后2周和4周可見明顯異位骨化發(fā)生，新生骨塊明顯。
　　4、復合支架具有修復無負荷情況下兔顱骨臨界性骨缺損的能力，與單純PLGA聚合物比，更有利于新生骨生成和骨改建。
　　5、復合支架及負載rhBMP-2支架具有修復兔尺骨長節(jié)段臨界性骨缺損的能力，負載rhBM

7、P-2后增強了復合支架骨修復性能。
　　結論：
　　1、成功制備羧基化PLGA聚合物?；隰然疨LGA聚合物成功制備兩種納米骨修復材料，PLGA-COOH/HAP和PLGA-COOH/TCP。其孔隙率和孔徑、力學性能、降解性能基本滿足理想骨組織工程材料要求。
　　2、支架材料具有較好的細胞生物相容性及促細胞增值、分化作用，無明顯的細胞毒性。
　　3、PLGA-COOH/HAP和PLGA-COOH/TCP可作為r

8、hBMP-2緩釋載體;復合支架材料負載rhBMP-2具有較好的生物活性，有利于新生骨生成。單純支架材料植入體內未導致明顯的炎癥反應，具有良好的生物安全性，符合國家生物醫(yī)用材料相關標準。
　　4、兔顱骨臨界性骨缺損情況下，PLGA-COOH/HAP和PLGA-COOH/TCP復合支架有較強的骨修復和骨改建能力，優(yōu)于單純PLGA-COOH。
　　5、負載rhBMP-2的復合支架能夠修復兔尺骨大節(jié)段臨界性骨缺損，兩種復合支架具有潛