載利福平多孔復(fù)合物作為結(jié)核性骨缺損修復(fù)材料的研究.pdf

1、骨關(guān)節(jié)結(jié)核（Osteoarticular TB）是最常見肺外結(jié)核之一，其發(fā)病率近年來逐年增高，但治療效果不甚理想。研究表明實(shí)施病灶清除術(shù)后遺留的骨缺損能否有效重建，在手術(shù)治療骨關(guān)節(jié)結(jié)核中發(fā)揮著至關(guān)重要作用，決定著手術(shù)治療骨關(guān)節(jié)結(jié)核成敗與否?，F(xiàn)有骨缺損修復(fù)材料如自體骨、同種異體骨、鈦網(wǎng)（titanium mesh）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）骨水泥等均存在各自不足，制約了手術(shù)治療骨關(guān)節(jié)結(jié)核發(fā)

2、展。因此，開發(fā)理想的骨結(jié)核缺損修復(fù)材料迫在眉睫。
　　外消旋聚乳酸（Poly-DL Lactic Acid，PDLLA）和納米羥基磷灰石（nano-hydroxyapatite，nHA）是最具潛力的兩類骨修復(fù)材料和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（drug delivery system，DDS）載體材料，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)多個領(lǐng)域。利福平（Rifampin，RFP）為一線抗結(jié)核藥物。本課題中，在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)理念指導(dǎo)下，針對結(jié)核性骨缺損特點(diǎn)，利用溶劑揮

3、發(fā)法成功設(shè)計并制備出載RFP多孔復(fù)合物（RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物），并對其相關(guān)性能進(jìn)行了重點(diǎn)研究，探索了其在結(jié)核性骨缺損治療領(lǐng)域的臨床應(yīng)用潛能。本論文研究內(nèi)容主要包括以下五個方面：
　　1.多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物制備及表征。以RFP、PDLLA、nHA為原料，利用溶劑揮發(fā)法制備出海綿狀疏松多孔 RFP/PDLLA/nHA復(fù)合修復(fù)材料。以孔隙率（porosity）、載藥量（drug loading，DL）、包封

4、率（Entrapment efficiency，EE）、成型情況等綜合判斷優(yōu)化制備工藝，篩選出最佳原料配比（wt.％）為RFP：PDLLA：nHA=2：10：1。此比例下，孔隙率為83.35±1.50％，RFP包封率高達(dá)76.77±0.82％，總載藥量高達(dá)12.82±0.14％。X射線衍射（X-ray differaction，XRD）和傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscope，

5、FTIR）證實(shí)制備前后未發(fā)生明顯物象改變，未引入新雜質(zhì)。
　　2.多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物降解、藥物釋放特性研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該復(fù)合物具備優(yōu)良降解性能和藥物緩釋特性，降解過程中可見明顯孔壁結(jié)構(gòu)塌陷，大量降解小孔形成。復(fù)合物體內(nèi)外降解失重率（weight loss ratio，WLR）均明顯快于純PDLLA材料；其在體外存在短暫藥物爆釋現(xiàn)象，隨后可維持穩(wěn)定釋放12w以上；其體外累積釋藥分?jǐn)?shù)（cumulative releas

6、e percentage，CRP）與失重率高度相關(guān)，存在明顯線性關(guān)系：Y=11.63+0.9549*X（R2=0.9836，SD=1.17，n=12）。
　　3.多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物生物安全性研究。細(xì)胞安全性實(shí)驗(yàn)證實(shí)其對MC3T3-E1細(xì)胞無明顯細(xì)胞毒性；其與多孔PDLLA/nHA材料均具備良好細(xì)胞適應(yīng)性。通過將復(fù)合物植入昆明小鼠體內(nèi)初步探討其組織相容性，結(jié)果提示該復(fù)合物具備良好組織相容性；小鼠手術(shù)切口愈合可，生存

7、狀態(tài)良好，病理學(xué)觀察表明其并未誘發(fā)嚴(yán)重急性炎癥及排斥反應(yīng)。材料周圍 IL-6、TNF-α表達(dá)含量早期輕度升高，但存在迅速下降，向組織修復(fù)期快速轉(zhuǎn)變趨勢。
　　4.多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物骨誘導(dǎo)性探討。采用將材料與MC3T3-E1細(xì)胞誘導(dǎo)分化培養(yǎng)的方式，初步探討其體外骨誘導(dǎo)性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多孔 RFP/PDLLA/nHA組中MC3T3-E1細(xì)胞堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、骨鈣素（osteo

8、calcin， OCN）以及I型膠原（Collagen-I，COL-I）表達(dá)量顯著高于同期多孔RFP/PDLLA材料。結(jié)果表明多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物能顯著加快誘導(dǎo)MC3T3-E1細(xì)胞向成熟成骨細(xì)胞（osteoblast，OB）分化，具備優(yōu)良的體外骨誘導(dǎo)性。
　　5.多孔RFP/PDLLA/nHA復(fù)合物抗結(jié)核性能研究。采用材料與結(jié)核桿菌（Mycobacterium tuberculosis，M. tuberculosi

9、s）共培養(yǎng)的方式，結(jié)合MicroMGITTM熒光判讀儀、抗酸染色、金胺“O”染色（auramine O fluorescent dyes），流式細(xì)胞儀（flow cytometry，F(xiàn)CM）多種手段探討了多孔RFP/PDLLA/nHA及PDLLA/nHA兩種復(fù)合材料體外抗結(jié)核性能，結(jié)果表明前者具備優(yōu)良抗結(jié)核性能，通過藥物釋放能有效殺滅M.tuberculosis；而后者則可與M. tuberculosis友好相處。實(shí)驗(yàn)同時發(fā)現(xiàn)FCM用于