載雙組分藥物磷酸鈣骨水泥控釋的研究.pdf

1、磷酸鈣骨水泥(calcium phosphate cements，CPC)的制備避免了高溫?zé)Y(jié)的過程，適合作為多種藥物的載體材料。目前已有大量載藥CPC的研究報(bào)道，但主要研究的是載單組分藥物的CPC的理化性質(zhì)和釋藥行為以及釋藥機(jī)理等，然而臨床治療骨科疾病常需要聯(lián)合用藥，通過多組分藥物的協(xié)同作用，增強(qiáng)療效，降低毒副作用。因此僅載單組分藥物的CPC難以滿足臨床的應(yīng)用。但是載入多種藥物是否會(huì)影響CPC的凝固性能、組成結(jié)構(gòu)以及多組分藥物體外釋放

2、的行為以及釋放機(jī)理尚不清楚。
　　 其次，骨科疾病的治療是一個(gè)長期的過程。藥物載入CPC之后，特別是具有較高溶解性的藥物會(huì)很快的釋放出來，不能夠達(dá)到長期治療疾病以及在骨修復(fù)的不同階段需要不同藥物的目的。另一方面，由于人體的骨骼和牙齒可看作是由膠原等天然高分子材料所構(gòu)成的連續(xù)相和彌散于其中的羥基磷灰石(HA)晶粒復(fù)合而成的復(fù)合材料，因此向HA中加入明膠(Gel)等高分子材料的研究受到關(guān)注，其中包括將這種復(fù)合材料作為藥物釋放的載體。

3、因此，本論文的目的之一是將兩種藥物PC與CAP與CPC的固相成分直接共混的方式載入CPC，研究兩種藥物對CPC理化性質(zhì)的影響、釋藥行為以及釋藥機(jī)理；目的之二是合成載藥的羥基磷灰石明膠復(fù)合材料，并通過PLGA對此復(fù)合材料進(jìn)行包裹，減緩藥物的釋放速率，使一種藥物較快釋放，另一種藥物緩慢釋放，實(shí)現(xiàn)雙組分藥物的不同步釋放。
　　 本論文以BiocementD磷酸鈣骨水泥為載體，以鎮(zhèn)痛藥對乙酰氨基酚(paracetamol，PC)和抗生素

4、氯霉素(chloramphenicol，CAP)為藥物模型，將實(shí)驗(yàn)分為三組，第1組和第2組分別為載PC和CAP的CPC，載藥量分別為1％、3％和5％；第3組為載PC+CAP的CPC，其中PC、CAP各為1％、3％和5％，以磷酸緩沖液(PBS)為液相，液固比為0.30ml/g，制備載一種和兩種藥物的CPC，并通過Gillmore雙針法、X-射線衍射(XRD)、紅外光譜分析(FTIR)、紫外可見光譜(UV-vis)以及力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)機(jī)等對載藥

5、CPC的凝固時(shí)間、水化機(jī)理、基團(tuán)變化、釋藥行為以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測。Gillmore雙針法的結(jié)果表明PC以及CAP的載入將延遲CPC的凝固時(shí)間，并且CPC的初凝和終凝時(shí)間均隨著PC和CAP載藥量的增加而增加；抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示PC能夠提高CPC的抗壓強(qiáng)度，而CAP則使CPC的抗壓強(qiáng)度降低，對于同時(shí)載有PC和CAP的CPC而言，抗壓強(qiáng)度隨著藥物含量的增加而降低，CAP對抗壓強(qiáng)度起著主要作用；XRD和FTIR的結(jié)果說明了藥物的載入沒有影

6、響CPC的相成分，并且在藥物釋放過程中，CPC的固相成分逐漸向HA轉(zhuǎn)化，但磷酸鈣鹽和藥物的基團(tuán)沒有發(fā)生變化；藥物釋放結(jié)果表明，將藥物直接與CPC粉末共混載入CPC中，兩種藥物的釋放是同時(shí)進(jìn)行的，載單組分和雙組分藥物的CPC中藥物在釋放前期(約24h)都存在著突釋效應(yīng)，并且在藥物釋放后期，載單組分藥物的釋藥速率要和釋藥總量上均存要高于載雙組分藥物，這與載體材料以及藥物的性質(zhì)等有關(guān)，但其釋放均滿足Higuchi藥物擴(kuò)散釋放模型。
　　

7、 本論文采用濕法合成載有丹酚酸B(SalB)的羥基磷灰石漿料(mSalB∶mHA=0.1∶1)，然后通過共混的方式加入不同含量的明膠(mGel∶mHA=5％，10％，15％)，制備載藥羥基磷灰石明膠復(fù)合材料并對復(fù)合材料中的明膠進(jìn)行交聯(lián)，通過XRD，掃描電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)等對復(fù)合材料的結(jié)晶度以及形貌進(jìn)行分析。XRD結(jié)果表明SalB的加入能夠降低羥基磷灰石的結(jié)晶度以及晶粒尺寸；SEM和TEM結(jié)果表明當(dāng)復(fù)合材料中的明膠的含量

8、高于5％后，對其中的明膠進(jìn)行交聯(lián)能顯著的改變復(fù)合材料的微觀形貌；藥物釋放結(jié)果表明在藥物突釋階段，載有SalB羥基磷灰石的藥物突釋量要高于其它組，在藥物穩(wěn)定釋放階段，隨著明膠含量的增加以及進(jìn)行交聯(lián)，SalB的釋藥速率逐漸降低，釋藥速率順序?yàn)镠A/SalB＞10％Gel＞15％Gel＞10％Gelcrosslinked＞15％Gelcrosslinked。
　　 雖然明膠和通過對復(fù)合材料中的明膠進(jìn)行交聯(lián)可以延長藥物釋放的時(shí)間，但是始

9、終存在著藥物突釋和明膠量過大容易發(fā)生溶脹等問題。若降低明膠的含量則達(dá)不到較好的緩釋效果。因此，采用聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)對載SalB的羥基磷灰石明膠復(fù)合材料進(jìn)行包裹(mPLGA∶mHA/Gel=0.08∶1)，選用HA/α-TCP磷酸鈣骨水泥作為藥物釋放的載體[所選用的HA分別為前面實(shí)驗(yàn)所制的HA/Gel、PLGA(HA/Gel)、HA/Gel+10％SalB和PLGA(HA/Gel+10％SalB)]，將實(shí)驗(yàn)分為四組，第1

10、組是以HA和PLGA(HA/Gel)固相成分之一的空白組[CPC，PLGA/(CPC)]；第2組是以HA和PLGA(HA/Gel)固相成分之一的載PC磷酸鈣骨水泥[PC/CPC，PLGA/(CPC/PC)]；第3組為載有SalB包裹PLGA和未包裹PLGA的磷酸鈣骨水泥[CPC/SalB，PLGA/(CPC/SalB)]；第4組為載PC+SalB包裹PLGA和未包裹PLGA的磷酸鈣骨水泥CPC/PC,SalB，PLGA/(CPC/PC,

11、SalB)]，其中PC的含量為5％，SalB的含量為10％，以PBS為液相，液固比為0.3ml/g，制備載一種和兩種藥物的CPC。同樣采用Gillmore雙針法等表征手段對載藥CPC的各種性能進(jìn)行檢測，此外還通過細(xì)胞培養(yǎng)的方法檢測材料以及藥物對成骨細(xì)胞的增殖情況。Gillmore雙針法表明藥物以及PLGA的加入能夠延長CPC的凝固時(shí)間；抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)說明了PC以及SalB的加入能夠增加CPC的抗壓強(qiáng)度，并且加入PLGA，明膠后，CPC的斷

12、裂表現(xiàn)為一定的塑性變形；XRD以及FTIR結(jié)果顯示藥物以及PLGA的載入沒有影響CPC的相成分，并且在藥物釋放過程中，CPC的固相成分逐漸向HA轉(zhuǎn)化；藥物釋放結(jié)果表明，通過將PC直接與CPC固相粉末共混，而采用包裹有PLGA的載有SalB的羥基磷灰石明膠復(fù)合材料作為CPC的固相成分之一，制備載有兩種藥物的CPC，其中PC能夠較快的釋放，而SalB的釋放較緩慢。載單組分和雙組分藥物的CPC中藥物的釋放可以分成突釋和藥物穩(wěn)定釋放階段。對比載

13、單組分和雙組分CPC藥物的釋放，都存在著突釋效應(yīng)，并且載單組分和雙組分藥物CPC中藥物的釋放在釋藥速率以及釋藥總量上均存在差異，雙組分藥物的釋藥速率低于單組分的，并且在趨于平衡的時(shí)候，雙組分藥物釋藥總量低于單組分的釋藥總量，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明SalB的加入能夠顯著的促進(jìn)細(xì)胞的增殖，而PC的加入則在一定程度上抑制了細(xì)胞的增殖，同時(shí)加入PC和SalB仍然能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖。
　　 本研究通過兩種不同制備工藝，制備了載雙組分的CPC。將PC