含多巴胺載雙組份藥物磷酸鈣骨水泥的研究.pdf

1、磷酸鈣骨水泥(CPC)具有自固化，可塑形等特點(diǎn)，其水化產(chǎn)物為自然骨的主要無(wú)機(jī)成分—羥基磷灰石(HA)，因此CPC是目前較為理想的骨填充材料之一。但由于CPC的力學(xué)性能較差而限制了其在臨床上的應(yīng)用。多巴胺(DA)是一類(lèi)具有良好生物相容性，可在潮濕環(huán)境中形成具有超強(qiáng)粘性的聚多巴胺的小分子。研究表明聚多巴胺可與至少25種材料形成牢固的黏附關(guān)系，因此本論文擬添加DA增強(qiáng)CPC的抗壓強(qiáng)度。骨缺損修復(fù)是一個(gè)時(shí)序性的復(fù)雜過(guò)程，在不同階段需要給予病灶部

2、位不同藥物，因此本研究的目的是制備含DA載雙組份藥物的CPC，并實(shí)現(xiàn)提高CPC的抗壓強(qiáng)度和前期釋放抗生素，長(zhǎng)期釋放促骨生長(zhǎng)藥物的時(shí)序性釋放。
　　 本研究采用BiocementD的配方，分別加入不同濃度的DA，利用X-射線(xiàn)衍射(XRD）、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)、萬(wàn)能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)和掃描電鏡(SEM)研究載DA的CPC的的相成分、抗壓強(qiáng)度和微觀形貌。采用復(fù)乳法制備載骨碎補(bǔ)提取物(GSB，主要成分:柚皮甙)的PLGA微球(MS）

3、。以MS的載藥率為考察因素，選取內(nèi)水相濃度、投藥量、氯化鈉的量和司班的量等因素，利用正交實(shí)驗(yàn)分析優(yōu)化MS的制備。分別在CPC和含1.75％DA的CPC中裝載可廣譜抗菌的慶大霉素(GS)和MS，載GS和MS的量分別為0wt.％和0wt.％、1wt.％和0wt.％、0wt.％和10wt.％、1wt.％和10wt.％。通過(guò)Gillmore雙針?lè)?、XRD、萬(wàn)能材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、紫外分光光度計(jì)和SEM等檢測(cè)各組CPC的凝固時(shí)間、相成分、抗壓強(qiáng)度、體

4、外藥物模擬釋放、微觀形貌和MS降解后孔隙率等。采用成骨細(xì)胞(MC3T3-E1)共培養(yǎng)法研究各組CPC上細(xì)胞的粘附行為、增殖以及分化;采用瓊脂培養(yǎng)板擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)(金黃色葡萄球菌，ATCC，6538)研究各組CPC的抗菌性能。
　　 載DA的CPC的研究結(jié)果表明:DA載入CPC中會(huì)發(fā)生自聚合形成聚多巴胺，并可促進(jìn)α-TCP和DCPD的溶解與轉(zhuǎn)化，且其促進(jìn)作用隨著DA的濃度的增加而增強(qiáng);1.75wt.％DA的載入可將CPC的抗壓強(qiáng)度提高4

5、MPa，3.5wt.％和7wt.％DA的載入可將CPC的抗壓強(qiáng)度提高10Mpa和8.8MPa;DA載入后可改善CPC結(jié)構(gòu)的致密性。
　　 載GSB的PLGA微球的研究結(jié)果表明:內(nèi)水相濃度對(duì)MS的載藥率有顯著性影響，優(yōu)化后載藥率為10.2％;MS平均粒徑為28μm呈現(xiàn)光滑的球形;藥物釋放時(shí)間約為20d。
　　 含DA載雙組份藥物CPC的研究結(jié)果表明:DA和MS的載入會(huì)縮短CPC的凝固時(shí)間，GS的載入會(huì)延長(zhǎng)CPC的凝固時(shí)間，

6、但均不存在顯著性差異;同時(shí)載入DA和雙組份藥物時(shí)，可將CPC的抗壓強(qiáng)度提高8MPa;GS集中在前期釋放，釋放約16d，GSB則釋放時(shí)間更長(zhǎng)約110d，DA的載入可延緩兩種藥物釋放的時(shí)間，減小藥物的最終釋放量;藥物釋放100d后，各組CPC均已基本轉(zhuǎn)化為HA，聚多巴胺、GS和MS的降解物都會(huì)抑制HA晶體的成核和生長(zhǎng)，MS的降解可提高CPC的孔隙率，這有利于體液的滲入和骨組織的長(zhǎng)入。與細(xì)胞共培養(yǎng)結(jié)果顯示:培養(yǎng)1d后，各組CPC表面均粘附了大

7、量的活細(xì)胞;同時(shí)載有DA、MS和GS的CPC可長(zhǎng)期促進(jìn)細(xì)胞增殖，前期抑制細(xì)胞ALP活性，共培養(yǎng)7d后對(duì)細(xì)胞ALP活性無(wú)影響。同時(shí)載有DA和雙組份藥物的CPC具有一定的抗菌能力。
　　 本論文結(jié)果顯示，同時(shí)載入DA和雙組份藥物后CPC的抗壓強(qiáng)度可提高M(jìn)Pa;GS和MS可以實(shí)現(xiàn)藥物的程序性釋放，GS釋放集中在前14d，GSB的釋放時(shí)間約為110d;同時(shí)載有DA和雙組份藥物的CPC可長(zhǎng)期促進(jìn)細(xì)胞增殖，前期抑制細(xì)胞ALP活性，共培養(yǎng)7d