藥物控釋骨修復(fù)材料的構(gòu)建和生物學(xué)特性研究.pdf

1、目的構(gòu)：建CPC/ALG/CS/V藥物控釋骨再生修復(fù)材料,并研究其理化性能、藥物緩釋特性、細(xì)胞和組織相容性,并觀(guān)察其在體內(nèi)外對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等細(xì)菌的抑菌能力。 方法：選用對(duì)耐藥金黃色葡萄球菌敏感的萬(wàn)古霉素為殺菌藥物,以生物相容性?xún)?yōu)良,既能促進(jìn)成骨和血管化,又可低溫自固、與人體成骨同步降解的材料磷酸鈣骨水泥(Calcium phosphate cements,CPC)為載體,復(fù)合生物相容性良好的天然高分子材料海藻酸鈉(S

2、odium alginate,ALG)和殼聚糖(chitosan,CS)藥物微球,通過(guò)多種復(fù)合方案的設(shè)計(jì),合成并篩選出緩釋、長(zhǎng)效、抗感染的骨修復(fù)藥物載體材料。通過(guò)試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型,使合成工藝最優(yōu)化,并進(jìn)一步通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)新材料的生物相容性。通過(guò)體內(nèi)外降解試驗(yàn)研究影響藥物釋放的因素以及局部藥物濃度的殺菌能力。1、海藻酸鈉及殼聚糖載藥微球的制備。用離子交聯(lián)法制備ALG、CS載藥微球,以載藥量和包封率為目標(biāo)參數(shù),設(shè)計(jì)L9(34)正

3、交實(shí)驗(yàn)并優(yōu)化其工藝,確定ALG、CS載藥微球的最佳制備條件。2、自組裝殼聚糖/海藻酸鈉載藥微球的制備。在CS載藥微球表面利用層層自組裝技術(shù)交替組裝海藻酸鈉和殼聚糖。CS載藥微球用接觸角、IR、電極電位法和茜素紅法進(jìn)行表征。3、載藥微球與CPC載藥體系的研究。將自組裝CS載藥微球與CPC復(fù)合,并優(yōu)化CS載藥微球與CPC載藥體系的制備。4、不同材料細(xì)胞相容性。實(shí)驗(yàn)分為A、B、C組。A組：?jiǎn)渭僀PC與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)；B組：殼聚糖/海藻酸鈉微

4、球與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)；c組:CPC/ALG/CS/V與成骨細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)。以1×107個(gè)/ml密度的兔成骨細(xì)胞懸液分別復(fù)合三組材料,培養(yǎng)1、3、5和7天。用倒置相差顯微鏡和掃描電鏡觀(guān)察細(xì)胞的粘附與生長(zhǎng),檢測(cè)細(xì)胞活力和堿性磷酸酶活性,流式細(xì)胞儀分析細(xì)胞周期變化,MTT法檢測(cè)細(xì)胞粘附率。5、CPC/ALG/CS/V材料的組織相容性及抗感染特性。CPC/ALG/CS/V材料為實(shí)驗(yàn)組,殼聚糖/海藻酸鈉微球材料和單純CPC材料為對(duì)照組。各組材料分別

5、與金黃色葡萄球菌、大腸桿菌以及綠膿桿菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng),反復(fù)轉(zhuǎn)培,觀(guān)察三種材料的抑菌效果。另選用新西蘭白兔24只,在其腰背部肌肉內(nèi)短期植入,除大體及經(jīng)典的組織學(xué)觀(guān)察外,術(shù)后1、2、3、4、5、7、9、12天取兔耳靜脈血,檢測(cè)血中的萬(wàn)古霉素濃度,并于10、15、20、30天分別處死兩只動(dòng)物,取植入物周?chē)募∪夂凸趋罉?biāo)本50-70克,處死前取耳血,檢測(cè)標(biāo)本中的萬(wàn)古霉素含量。 結(jié)果：1.ALG載藥微球的最佳制備條件為:ALG溶液濃度6％

6、,TC/ALG質(zhì)量比1:1,W/O體積比1:20,交聯(lián)劑CaCl2濃度0.4M。ALG載藥微球體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ALG載藥微球藥物釋放時(shí)間為48h。CS載藥微球的最佳制備條件為:CS溶液濃度2％,V/CS質(zhì)量比1:1,乳化劑用量2ml,交聯(lián)劑用量2ml。IR、SEM和粒徑分布的表征結(jié)果表明萬(wàn)古霉素加入后并不參加反應(yīng)。CS載藥微球表面光滑致密,球形完整,粒徑分布均勻,集中在5.574μm。殼聚糖微球的體外釋放實(shí)驗(yàn)表明CS載藥微球具有

7、明顯的緩釋特性,在體外釋放時(shí)間達(dá)到23天。2.將CS載藥微球和ALG載藥微球進(jìn)行比較,兩種微球的載藥量、包封率和粒徑接近,但CS載藥微球在相同條件下的藥物釋放時(shí)間比ALG載藥微球長(zhǎng)。3.結(jié)果表明：Cs的氨基變成NH3+,與ALG上的COO-負(fù)離子產(chǎn)生強(qiáng)的靜電作用而生成聚電解質(zhì)復(fù)合物。優(yōu)化的自組裝條件為：組裝層數(shù)4層,沉積溫度40℃,離子濃度0.3M,在此條件下制備的微球藥物釋放時(shí)間達(dá)到48d。對(duì)藥物釋放曲線(xiàn)進(jìn)行擬合,前10天的曲線(xiàn)符合H

8、iguchi方程,后階段的釋放曲線(xiàn)符合零級(jí)釋放方程。4.三種材料的細(xì)胞相容性：成骨細(xì)胞與三種材料均粘附良好,并可在材料孔隙內(nèi)生長(zhǎng)、分化和增殖。細(xì)胞在三種材料的粘附率依次為:A