多孔ZSM-5-CS復(fù)合材料的可控制備、藥物傳遞及成骨性能研究.pdf

1、為了增強(qiáng)骨誘導(dǎo)性，有效治療骨缺損，新型藥物傳遞系統(tǒng)的設(shè)計和制備仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。本文首次分別制備了負(fù)載成骨藥物Pifithrin-α且具有核殼結(jié)構(gòu)的ZSM-5/殼聚糖橢球（ZSM-5/CS/PFTα橢球）和負(fù)載成骨藥物SC79的通過冷凍干燥合成的ZSM-5/殼聚糖的多孔支架（ZSM-5/CS/SC79支架）。通過SEM，TEM，EDS，XRD，F(xiàn)TIR，TG-DTA等方法研究了粉末和支架材料的形貌，組成和多孔結(jié)構(gòu)。
　　其中Z

2、SM-5分子篩橢球長軸長度約為400nm，短軸長度約為300nm，是由許多納米晶體構(gòu)成，而分別存在于ZSM-5納米晶體內(nèi)部和晶體之間的微孔和介孔提供負(fù)載成骨藥物PFTα的孔道。ZSM-5/CS/PFTα橢球上的包裹的殼聚糖(CS)相對于不加CS的純ZSM-5載藥對照組，其藥物負(fù)載效率高達(dá)91.0％，并提高持續(xù)的藥物釋放性能。生物學(xué)實驗中，ZSM-5/CS/PFTα橢球具有優(yōu)異的細(xì)胞相容性，促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hBMSCs)的粘附、擴(kuò)

3、散和增殖。此外，ZSM-5/CS/PFTα橢球釋放出的PFTα提高了hBMSCs的堿性磷酸酶ALP活性，也提高了COL1，OCN和RUNX2的mRNA相對表達(dá)水平，以及ECM礦化和β-連環(huán)蛋白的蛋白水平。這歸因子釋放出的PFTα作為p53抑制劑破壞了泛素-蛋白酶體介導(dǎo)的β-連環(huán)蛋白降解，導(dǎo)致β-連環(huán)蛋白和參與細(xì)胞存活、增殖、成骨的下游轉(zhuǎn)錄基因的顯著增加。ZSM-5/CS/PFTα橢球的優(yōu)異的體外生物活性、生物相容性和骨誘導(dǎo)性，表明該復(fù)合

4、型載藥材料在骨缺損領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　對于ZSM-5/CS支架材料，在初始濃度為10μM、20μM和40μM的SC79溶液中，進(jìn)行負(fù)載后，所得三種濃度的ZSM-5/CS/SC79支架，分別縮寫為ZSM-5/CS/SC7910μM,ZSM-5/CS/SC7920μM和ZSM-5/CS/SC7940μM。藥物釋放實驗表明，ZSM-5/CS/SC7910μM，ZSM-5/CS/SC7920μM和ZSM-5/CS/SC7940μ

5、M具有相似的藥物釋放趨勢。在釋放的前3天，SC79藥物在支架上快速釋放，藥物累積釋放率隨著時間的延長而逐漸降低。藥物負(fù)載及釋放實驗表明，ZSM-5/CS多孔支架適合于藥物傳遞系統(tǒng)。ZSM-5/CS支架具有三維(3D)貫通的互聯(lián)孔道，ZSM-5分子篩橢球均勻分散在CS薄膜上。ZSM-5/CS和ZSM-5/CS/SC79支架都可以促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hBMSCs)的粘附，擴(kuò)散和增殖。值得注意的是，與ZSM-5/CS對照組相比，ZSM-5

6、/CS/SC79支架具有合適的藥物釋放性能，釋放的SC79顯著增強(qiáng)了hBMSCs的增殖和成骨分化。ZSM-5/CS/SC79支架促進(jìn)了hBMSCs的堿性磷酸酶ALP的活性，提高了mRNA的骨鈣素(OCN)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)和堿性磷酸酶(ALP)的相對表達(dá)水平，并增加β-連環(huán)蛋白的蛋白質(zhì)水平。hBMSCs的增殖和成骨分化的增強(qiáng)通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路有助于Akt激酶的上調(diào)，此外，由ZSM-5/CS/SC79支架