磁性介孔生物玻璃作為載藥控釋系統(tǒng)的生物活性和抗感染性能研究.pdf

1、目的：研制人工骨修復填充材料——磁性介孔生物玻璃（magnetic mesoporous bioactive glass，MMBG），在材料中摻入磁性納米粒子（Fe3O4磁性顆粒）使其具有更好的骨組織相容性和生物活性。同時使其具備高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，較高的抗生素負載效率和持久穩(wěn)定的緩釋性能，從而抑制材料表面的細菌粘附，降低骨缺損修復術(shù)后的感染率。
　　方法：
　　1.通過催化水解硝酸鈣(CaNT)、正硅酸四乙酯（TEOS）、

2、磷酸三乙酯（TEP）和Fe3O4納米粒子制備磁性介孔生物玻璃(MMBG)。同時合成作為對照組的介孔生物玻璃(MBG)和沒有介孔結(jié)構(gòu)的普通生物玻璃（NBG）通過XRD，SEM，TEM對磁性介孔生物玻璃的化學組成、形貌和孔結(jié)構(gòu)及形成機理進行研究。
　　2.通過浸漬法在同樣規(guī)格的介孔生物玻璃和磁性介孔生物玻璃以及非介孔材料上負載慶大霉素，采用化學反應(yīng)比色法（o-phthaldialdehyde method）測定慶大霉素濃度的標準曲線方

3、程，計算各組材料上慶大霉素總負載量；測定負載了慶大霉素的各組材料在144小時內(nèi)的慶大霉素釋放量，建立藥物緩釋過程的動力學模型。
　　3.接種人骨髓間充質(zhì)干細胞（hMSCs）于不同材料表面共培養(yǎng)，采用四唑鹽比色法（MTT）分析其對細胞增殖的影響，繪制增殖曲線；使用DAPI染核，在熒光顯微鏡下觀測材料表面的細胞粘附情況；利用掃描電鏡（SEM）直接觀察細胞在材料表面的鋪展形態(tài)；采用細胞骨架染色，利用激光共聚焦顯微鏡（CLSM）觀察測細胞

4、在材料表面的鋪展形態(tài)。4.檢測慶大霉素對標準菌 ATCC35984(表皮葡萄球菌)和ATCC25923（金黃色葡萄球菌）的最低抑菌濃度;以復合染料染色，在激光共聚焦顯微鏡（CLSM）下觀察活菌和死菌的熒光強度；進行細菌涂板、計數(shù)菌落(CFUs/cm2)，測算抑菌效率；采用結(jié)晶紫染色法，測定脫色溶液OD值，定量分析材料表面細菌生物膜形成情況。
　　結(jié)果：
　　1. MMBG和MBG介孔高度有序且孔徑分別為4.98nm和5.40

5、nm,比表面積分別為385.5m2/g和510.7m2/g,孔容分別為0.60cm3/g和0.90cm3/g。
　　2.負載了慶大霉素的磁性介孔生物玻璃（Gentamicin loaded MMBG，Gent-MMBG）對慶大霉素的負載效率為65.6±2.1％到68.6±4.1%之間，介孔生物玻璃（Gent-MBG）對慶大霉素的負載效率為79.6±1.7%到83.1±2.7%之間，均顯著高于普通生物玻璃（Gent-NBG）的藥物負

6、載效率（14.3±0.4%19.6±2.3%）;同時，三組材料負載的藥物經(jīng)過144h的體外釋放后，Gent-MMBG和 Gent-MBG每天的釋放量均大于慶大霉素對標準菌的最低抑菌濃度（MIC），而 Gent-NBG組在經(jīng)過24h的藥物釋放后，每天的藥物釋放量均小于MIC。
　　3.在4h和12h，MMBG能夠顯著促進hBMSCs在其表面的黏附；同時，第1到7天，MMBG表面的細胞增殖數(shù)量顯著多于MBG和NBG表面的細胞增殖數(shù)；在

7、24h內(nèi)的熒光顯微鏡觀察下，MMBG和MBG表面在早期有更多的hMSCs黏附；在第1、4、7天的電鏡觀察下，MMBG和MBG表面的細胞能夠更平均的分布并覆蓋材料；在72h內(nèi)CLSM觀察下，MMBG和MBG表面的細胞骨架表現(xiàn)出更好的細胞鋪展形態(tài)。
　　4.負載了慶大霉素的Gent-MMBG和Gent-MBG在24h內(nèi)的體外抑菌過程中能夠顯著抑制材料表面的細菌黏附，與Gent-NBG和NBG相比具有更高的抑菌效率，同時能夠顯著抑制材料