【摘要】：磷酸鈣骨水泥(calcium phosphate cements, CPC)具有良好的生物相容性和生物活性,已經(jīng)成功應(yīng)用于臨床。同時(shí)CPC的制備過(guò)程避免了高溫?zé)Y(jié),是各類藥物的優(yōu)良載體材料。目前廣泛研究的是載單組分藥物CPC。但是,臨床許多骨缺損與疾病(骨腫瘤、慢性骨髓炎等)有關(guān),骨缺損修復(fù)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,需要階段性給予藥物以實(shí)現(xiàn)：植入前期,預(yù)防骨科圍手術(shù)期的疼痛和感染；其次,長(zhǎng)期供給藥物促進(jìn)骨組織的生長(zhǎng)或治療各類骨缺損伴隨的疾�。灰虼溯d單組分藥物CPC無(wú)法滿足臨床上對(duì)于不同藥物的階段性需求。此外,由于CPC中僅有固化時(shí)所形成的數(shù)微米的孔隙,不足以為新生組織的長(zhǎng)入提供足夠的空間,限制新骨長(zhǎng)入的深度和速度,難以修復(fù)臨床上常遇的大體積或病理情況下的骨缺損,因此,需要CPC載藥的同時(shí)具備較大的微孔孔隙,為新骨長(zhǎng)入提供空間。 因此,本論文的目的是制備藥物釋放時(shí)序可控的載雙組分藥物CPC,采用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(Poly (dl-lactic-co-glycolic acid), PLGA)微球包裹的丹酚酸B (Salbianic acid B, Sal B)與硫酸慶大霉素(gentamicin sulfate, GS)粉末載入到CPC中,通過(guò)GS的快速釋放和微球中Sal B的緩慢釋放實(shí)現(xiàn)時(shí)序性的藥物釋放,另外,PLGA載藥微球的緩慢降解將提供大量的微孔。使得CPC植入后能夠階段性提供骨修復(fù)所需的藥物,同時(shí)為新骨的長(zhǎng)入提供較大的微孔孔隙。 本論文采用復(fù)乳法制備載丹酚酸B的PLGA(Mn:30.0kg/mol)微球。選取外水相濃度、內(nèi)水相濃度、外水相中氯化鈉的量以及初乳中載入司班的量等因素,利用正交實(shí)驗(yàn)分析優(yōu)化了PLGA微球的制備。通過(guò)調(diào)控外水相濃度和攪拌速度制備了四種不同粒徑的PLGA微球。通過(guò)激光粒度儀、掃描電鏡(SEM)、紫外可見光譜(UV-vis)等對(duì)微球粒度、形態(tài)以及藥物釋放性能等進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,以Biocement D磷酸鈣骨水泥為載體,以促進(jìn)骨組織生長(zhǎng)藥物Sal B和GS為藥物模型,將實(shí)驗(yàn)分為三組,第1組為載硫酸慶大霉素的CPC,載藥量分別為0.5wt.%,1.0wt.%和1.5wt.%；第2組為載Sal B微球(MS)的CPC,載藥量分別為5.0wt.%,10.0wt.%和15.0wt.%；第3組為載·GS和MS的CPC,其中GS:0.5wt.%,1.0wt.%和1.5wt.,MS：5.0wt.%,10.0wt.%和15.0wt.%。以磷酸緩沖液(PBS)為液相,液固比為0.30ml/g,制備了載藥CPC和空白CPC,并通過(guò)Gillmore雙針?lè)ā-射線衍射(XRD)、紫外可見光譜(UV-vis)、掃描電鏡(SEM),以及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)機(jī)等對(duì)載藥CPC的凝固時(shí)間、釋藥行為、微球降解空隙、孔隙率以及抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行檢測(cè)。此外,采用成骨細(xì)胞(MC3T3-E1)共培養(yǎng)法研究了CPC上細(xì)胞的粘附行為、增殖以及分化能力；瓊脂培養(yǎng)板擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)中采用表皮葡萄球菌(ATCC,12228)對(duì)CPC樣品進(jìn)行了抗菌性檢測(cè)研究。 正交分析表明：對(duì)于微球包封率影響的大小順序?yàn)椋和馑酀舛葍?nèi)水相濃度氯化鈉量司班量；內(nèi)水相濃度、外水相濃度、氯化鈉量和司班量之間共同作用會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生更顯著的影響。激光粒度結(jié)果顯示微球的粒徑分布圖呈現(xiàn)單峰形態(tài),表明微球的粒徑分布較窄。SEM顯示微球呈現(xiàn)光滑的球形,載藥量隨著粒徑的增加而增加。微球藥物釋放表明：藥物存在突釋和緩釋兩個(gè)階段,釋放時(shí)間隨著微球粒徑的增加而延長(zhǎng)。 Gillmore雙針?lè)y(cè)試和力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果顯示：與空白CPC相比,載雙組分藥物CPC的凝固時(shí)間都有顯著性的延長(zhǎng)；隨著藥物和微球載入量的增加,載雙組分藥物CPC力學(xué)強(qiáng)度顯著性增加。藥物釋放結(jié)果表明：載單組分和雙組分藥物的CPC中的藥物釋放包括藥物突釋和藥物緩慢釋放階段,藥物釋放量隨著載藥量的增加而增大,載雙組分藥物CPC實(shí)現(xiàn)了藥物的時(shí)序性釋放：其中所有的GS釋放都符合Higuchi藥物擴(kuò)散釋放模型,釋放集中在第一周,達(dá)到了快速釋放的效果；所有的Sal B的釋放都復(fù)合零級(jí)釋放模型,釋放持續(xù)時(shí)間至少長(zhǎng)達(dá)60天以上。另外,載雙組分藥物CPC中的兩種藥物的釋放總體上都比對(duì)應(yīng)的載單組分藥物CPC中的藥物釋放速度要快、藥物釋放持續(xù)時(shí)間要短。 藥物釋放100天后,XRD檢測(cè)結(jié)果顯示,只有CPC-GS浸泡后有少量a-TCP,其它CPC基本都已轉(zhuǎn)化為HA。GS吸附在a-TCP等固相成分的活性位點(diǎn),抑制a-TCP等成分向HA轉(zhuǎn)化,CPC-MS中,殘留的a-TCP的衍射峰隨著GS載入量的增加而增高。GS、PLGA的降解產(chǎn)物以及Sal B對(duì)HA晶體的成核生長(zhǎng)都有抑制作用,當(dāng)載入GS和MS的量分別超過(guò)1.0wt.%、10.0wt.%時(shí),載藥CPC的結(jié)晶度相對(duì)于空白CPC的結(jié)晶度都顯著性下降了。SEM結(jié)果表明,載微球的兩組CPC中出現(xiàn)了貫通的球形孔隙,而CPC-GS和空白CPC斷面處分布有大量針狀的羥基磷灰石晶體�？紫堵实挠�(jì)算結(jié)果表明：載藥CPC的孔隙率均高于空白CPC的孔隙率,并且總體孔隙率和微孔孔隙率均隨GS或MS載入量的增加而增大。除了CPC-GS組的總體孔隙率沒有顯著性差異外,CPC-MS和CPC-GS-MS兩組樣品的總體孔隙率和微孔孔隙率都有顯著性增加。 成骨細(xì)胞與制備的各組CPC共培養(yǎng)一天后,活細(xì)胞綠色熒光染色顯示：載藥CPC和空白CPC樣品表面都能粘附大量的活細(xì)胞,粘附樣品表面的骨細(xì)胞均呈現(xiàn)多邊形、具有強(qiáng)烈的立體感,并形成大量的細(xì)胞連接。另外,SEM電鏡結(jié)果顯示,成骨細(xì)胞長(zhǎng)出了較長(zhǎng)的偽足,并且細(xì)胞周圍伸出大量微小的偽足,與基體緊密貼附,呈現(xiàn)良好的細(xì)胞活性,表明各組CPC均具有良好的生物相容性。 Almar Blue和堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase, ALP)檢測(cè)結(jié)果表明：藥物對(duì)共培養(yǎng)成骨細(xì)胞的影響呈現(xiàn)劑量和時(shí)間的依賴關(guān)系；細(xì)胞增殖活性和ALP活性的增強(qiáng)主要來(lái)源于長(zhǎng)期釋放的Sal B的作用,而ALP活性的下降主要是由于GS的釋放。另外,GS表現(xiàn)出了很強(qiáng)的抗菌能力,同時(shí)Sal B也呈現(xiàn)出了一定程度的抗菌性能,雙組分藥物的聯(lián)合釋放不僅沒有影響彼此的性能,還通過(guò)藥物的聯(lián)合作用增強(qiáng)了整體的抗菌性能。 本論文結(jié)果顯示,直接在CPC粉末中共混載入GS和微球包裹的Sal B可以實(shí)現(xiàn)藥物的程序性釋放,GS釋放集中在第一周且符合Higuchi藥物擴(kuò)散釋放模型,Sal B達(dá)60天以上的釋放且符合零級(jí)釋放模型。并且,通過(guò)微球的降解可以提供大量的微孔孔隙,為新骨的生長(zhǎng)提供空間。藥物的聯(lián)合釋放對(duì)共培養(yǎng)成骨細(xì)胞的影響呈現(xiàn)劑量和時(shí)間的依賴關(guān)系。另外,藥物的聯(lián)合釋放沒有影響彼此的性能,而是通過(guò)藥物的聯(lián)合作用增強(qiáng)了整體的抗菌性能。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R318.08

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 邱添;多壁碳納米管/磷酸鈣骨水泥的制備及性能研究[D];西南交通大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2575132