載利福平多孔復合物作為結核性骨缺損修復材料的研究.pdf

1、骨關節(jié)結核（Osteoarticular TB）是最常見肺外結核之一，其發(fā)病率近年來逐年增高，但治療效果不甚理想。研究表明實施病灶清除術后遺留的骨缺損能否有效重建，在手術治療骨關節(jié)結核中發(fā)揮著至關重要作用，決定著手術治療骨關節(jié)結核成敗與否?，F(xiàn)有骨缺損修復材料如自體骨、同種異體骨、鈦網（titanium mesh）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate，PMMA）骨水泥等均存在各自不足，制約了手術治療骨關節(jié)結核發(fā)

2、展。因此，開發(fā)理想的骨結核缺損修復材料迫在眉睫。
　　外消旋聚乳酸（Poly-DL Lactic Acid，PDLLA）和納米羥基磷灰石（nano-hydroxyapatite，nHA）是最具潛力的兩類骨修復材料和藥物轉運系統(tǒng)（drug delivery system，DDS）載體材料，被廣泛應用于生物醫(yī)學多個領域。利福平（Rifampin，RFP）為一線抗結核藥物。本課題中，在轉化醫(yī)學理念指導下，針對結核性骨缺損特點，利用溶劑揮

3、發(fā)法成功設計并制備出載RFP多孔復合物（RFP/PDLLA/nHA復合物），并對其相關性能進行了重點研究，探索了其在結核性骨缺損治療領域的臨床應用潛能。本論文研究內容主要包括以下五個方面：
　　1.多孔RFP/PDLLA/nHA復合物制備及表征。以RFP、PDLLA、nHA為原料，利用溶劑揮發(fā)法制備出海綿狀疏松多孔 RFP/PDLLA/nHA復合修復材料。以孔隙率（porosity）、載藥量（drug loading，DL）、包封

4、率（Entrapment efficiency，EE）、成型情況等綜合判斷優(yōu)化制備工藝，篩選出最佳原料配比（wt.％）為RFP：PDLLA：nHA=2：10：1。此比例下，孔隙率為83.35±1.50％，RFP包封率高達76.77±0.82％，總載藥量高達12.82±0.14％。X射線衍射（X-ray differaction，XRD）和傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscope，

5、FTIR）證實制備前后未發(fā)生明顯物象改變，未引入新雜質。
　　2.多孔RFP/PDLLA/nHA復合物降解、藥物釋放特性研究。實驗發(fā)現(xiàn)該復合物具備優(yōu)良降解性能和藥物緩釋特性，降解過程中可見明顯孔壁結構塌陷，大量降解小孔形成。復合物體內外降解失重率（weight loss ratio，WLR）均明顯快于純PDLLA材料；其在體外存在短暫藥物爆釋現(xiàn)象，隨后可維持穩(wěn)定釋放12w以上；其體外累積釋藥分數(shù)（cumulative releas

6、e percentage，CRP）與失重率高度相關，存在明顯線性關系：Y=11.63+0.9549*X（R2=0.9836，SD=1.17，n=12）。
　　3.多孔RFP/PDLLA/nHA復合物生物安全性研究。細胞安全性實驗證實其對MC3T3-E1細胞無明顯細胞毒性；其與多孔PDLLA/nHA材料均具備良好細胞適應性。通過將復合物植入昆明小鼠體內初步探討其組織相容性，結果提示該復合物具備良好組織相容性；小鼠手術切口愈合可，生存

7、狀態(tài)良好，病理學觀察表明其并未誘發(fā)嚴重急性炎癥及排斥反應。材料周圍 IL-6、TNF-α表達含量早期輕度升高，但存在迅速下降，向組織修復期快速轉變趨勢。
　　4.多孔RFP/PDLLA/nHA復合物骨誘導性探討。采用將材料與MC3T3-E1細胞誘導分化培養(yǎng)的方式，初步探討其體外骨誘導性。實驗發(fā)現(xiàn)多孔 RFP/PDLLA/nHA組中MC3T3-E1細胞堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、骨鈣素（osteo

8、calcin， OCN）以及I型膠原（Collagen-I，COL-I）表達量顯著高于同期多孔RFP/PDLLA材料。結果表明多孔RFP/PDLLA/nHA復合物能顯著加快誘導MC3T3-E1細胞向成熟成骨細胞（osteoblast，OB）分化，具備優(yōu)良的體外骨誘導性。
　　5.多孔RFP/PDLLA/nHA復合物抗結核性能研究。采用材料與結核桿菌（Mycobacterium tuberculosis，M. tuberculosi

9、s）共培養(yǎng)的方式，結合MicroMGITTM熒光判讀儀、抗酸染色、金胺“O”染色（auramine O fluorescent dyes），流式細胞儀（flow cytometry，F(xiàn)CM）多種手段探討了多孔RFP/PDLLA/nHA及PDLLA/nHA兩種復合材料體外抗結核性能，結果表明前者具備優(yōu)良抗結核性能，通過藥物釋放能有效殺滅M.tuberculosis；而后者則可與M. tuberculosis友好相處。實驗同時發(fā)現(xiàn)FCM用于