載三組份藥物多孔磷酸鈣骨水泥的研究.pdf

1、磷酸鈣骨水泥(Calcium Phosphate Cement，CPC)具有可自固化、任意塑型、良好生物相容性、可降解性、骨傳導性和骨誘導性，且在CPC的制備過程中避免高溫加熱，因此CPC是一種良好的骨填充材料和骨科藥物載體。骨缺損的修復是一個長期復雜的過程，常需要一種或多種藥物聯(lián)合用藥治療，共同作用。另外，和天然骨相比，CPC結構致密，缺乏天然骨的孔隙結構，不利于組織的長入和材料的降解。因此，本論文的目的是制備載三組份藥物多孔CPC，

2、通過三種藥物不同階段的釋放以滿足組織修復過程中對藥物的需求，能夠前期鎮(zhèn)疼痛和抗感染，長期促進骨生長，并且能夠為骨細胞和骨組織的長入提供直徑大于100μm的孔隙。
　　本論文通過復乳溶劑揮發(fā)法-水包油包水(W1/O/W2)制備平均粒徑大于100μm的載丹酚酸B(Sal B)的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)(Mn:30.0 kg/mol)微球。微球表面平滑，呈現(xiàn)良好的球形;微球粒徑分布較窄，平均粒徑為112.7±5.6μm，符合實

3、驗尺寸要求（大于100μm）;微球中藥物的釋放分為前期的藥物突釋階段和后期的藥物緩慢釋放階段兩個階段，能夠實現(xiàn)藥物的緩慢控釋。以此為基礎，以Biocement D型CPC為載體，將抗生素硫酸慶大霉素(GS)、鎮(zhèn)痛藥對乙酰氨基酚(PC)和載Sal B的PLGA微球粉末直接與CPC粉末共混均勻，以磷酸緩沖液(PBS)為液相，液固比為0.35 ml/g，制備載三組份藥物多孔CPC。根據CPC載藥量的不同，實驗分為三組:CPC-5％MS-1％P

4、C-0.5％GS、CPC-10％MS-3％PC-1％GS和CPC-15％MS-5％PC-1.5％GS，以未載藥CPC作為空白對照。通過Gillmore雙針法、萬能材料試驗機、紫外分光光度計(UV-vis)、X-射線衍射儀(XRD)以及掃描電子顯微鏡(SEM)等對載三組份藥物多孔CPC的凝固時間、力學強度、體外藥物模擬釋放、藥物釋放后CPC的結晶度以及微球降解后空隙和孔隙率等進行檢測。將載三組份藥物多孔CPC與成骨細胞MC3T3-E1進行

5、體外共培養(yǎng)，通過熒光染色觀察細胞活性和形態(tài)，Alamar Blue和堿性磷酸酶(ALP)活性檢測共培養(yǎng)后細胞的增殖能力和分化能力;采用瓊脂培養(yǎng)板擴散實驗對載三組份藥物多孔CPC進行抗菌性能的研究。
　　研究結果表明:與空白CPC相比較，水化24 h后，藥物和微球的載入不會改變載藥CPC樣品的衍射峰位置和形狀，載藥CPC圖譜中HA轉化生成量低于空白CPC，且隨著載藥量和微球量的增加HA量減少;初凝和終凝時間隨著載藥量和微球量的增加均

6、明顯延長;力學強度相比空白CPC更低，且隨著藥物和載藥微球載入量的增加，力學強度明顯降低;體外藥物模擬釋放包括藥物突釋階段和藥物緩慢釋放階段，藥物釋放量都隨著載藥量的增加而增大，前期鎮(zhèn)痛藥物PC和抗感染藥物GS釋放主要集中在第一周，而需要長期釋放的促進新生骨組織生長的中藥Sal B的釋放維持75天以上，因此本研究制備的載三組份藥物多孔CPC能夠實現(xiàn)了三組份藥物在不同階段釋放;藥物釋放90天后，載藥CPC樣品基本不存在α-TCP的衍射峰，

7、主要成分為HA，與空白CPC相比，載藥CPC樣品結晶度顯著性下降，且隨著載藥量和載藥微球的增加而降低;同時，載藥CPC樣品中出現(xiàn)了球形孔隙，樣品的總孔隙率明顯高于空白CPC的總孔隙率，大孔孔隙率也隨著藥物和載藥微球的加入量增加而增大。
　　細胞與載藥CPC共培養(yǎng)后，熒光染色表明載藥CPC表面粘附有大量的活細胞，成骨細胞均呈現(xiàn)多邊形、具有強烈的立體感，并形成大量的細胞連接，表明具有很好的細胞活性。Almar Blue和ALP檢測結果

8、表明藥物對共培養(yǎng)成骨細胞的影響呈現(xiàn)劑量和時間的依賴關系;載藥CPC中CPC-5％MS-1％PC-05％GS和CPC-10％MS-3％PC-1％GS樣品明顯促進了細胞的增殖活性，而CPC-15％MS-5％PC-1.5％GS樣品因三種藥物濃度過高而抑制了細胞的增殖活性，CPC-5％MS-1％PC-0.5％GS、CPC-10％MS-3％PC-1％GS和CPC-15％MS-5％PC-1.5％GS三組樣品的ALP活性明顯下降?？咕鷮嶒灲Y果表明，空

9、白CPC和PC兩者不具備抗菌能力，而GS有很強的抗菌能力，同時Sal B也存在一定程度的抗菌能力，載三組份藥物CPC樣品組，隨著載藥量的增加抗菌能力也明顯增加。載藥三組份藥物CPC中藥物的聯(lián)合釋放不僅沒有影響藥物相互之間的性能，反而通過藥物的聯(lián)合作用增強了載藥CPC的整體抗菌性能。
　　本研究通過直接將GS、PC和載Sal B的PLGA微球與CPC粉末均勻共混制備了載三組份藥物多孔CPC。GS和PC可通過前期的快速釋放，持續(xù)時間一