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，其水化產物為自然骨的主要無機成分—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的力學性能較差而限制了其在臨床上的應用。多巴胺(DA)是一類具有良好生物相容性，可在潮濕環(huán)境中形成具有超強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系，因此本論文擬添加DA增強CPC的抗壓強度。骨缺損修復是一個時序性的復雜過程，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，并實現提高CPC的抗壓強度和前期釋放抗生素，長期釋放促骨生長藥物的時序性釋放。
　　 本研究采用BiocementD的配方，分別加入不同濃度的DA，利用X-射線衍射(XRD）、X射線光電子能譜(XPS)、萬能材料力學試驗機和掃描電鏡(SEM)研究載DA的CPC的的相成分、抗壓強度和微觀形貌。采用復乳法制備載骨碎補提取物(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，利用正交實驗分析優(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Gillmore雙針法、XRD、萬能材料力學試驗機、紫外分光光度計和SEM等檢測各組CPC的凝固時間、相成分、抗壓強度、體

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

5、MPa，3.5wt.％和7wt.％DA的載入可將CPC的抗壓強度提高10Mpa和8.8MPa;DA載入后可改善CPC結構的致密性。
　　 載GSB的PLGA微球的研究結果表明:內水相濃度對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呈現光滑的球形;藥物釋放時間約為20d。
　　 含DA載雙組份藥物CPC的研究結果表明:DA和MS的載入會縮短CPC的凝固時間，GS的載入會延長CPC的凝固時間，

6、但均不存在顯著性差異;同時載入DA和雙組份藥物時，可將CPC的抗壓強度提高8MPa;GS集中在前期釋放，釋放約16d，GSB則釋放時間更長約110d，DA的載入可延緩兩種藥物釋放的時間，減小藥物的最終釋放量;藥物釋放100d后，各組CPC均已基本轉化為HA，聚多巴胺、GS和MS的降解物都會抑制HA晶體的成核和生長，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入。與細胞共培養(yǎng)結果顯示:培養(yǎng)1d后，各組CPC表面均粘附了大

7、量的活細胞;同時載有DA、MS和GS的CPC可長期促進細胞增殖，前期抑制細胞ALP活性，共培養(yǎng)7d后對細胞ALP活性無影響。同時載有DA和雙組份藥物的CPC具有一定的抗菌能力。
　　 本論文結果顯示，同時載入DA和雙組份藥物后CPC的抗壓強度可提高MPa;GS和MS可以實現藥物的程序性釋放，GS釋放集中在前14d，GSB的釋放時間約為110d;同時載有DA和雙組份藥物的CPC可長期促進細胞增殖，前期抑制細胞ALP活性，共培養(yǎng)7d