载三组份药物多孔磷酸钙骨水泥的研究

发布时间：2017-05-12 08:14

  本文关键词：载三组份药物多孔磷酸钙骨水泥的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement, CPC)具有可自固化、任意塑型、良好生物相容性、可降解性、骨传导性和骨诱导性,且在CPC的制备过程中避免高温加热,因此CPC是一种良好的骨填充材料和骨科药物载体。骨缺损的修复是一个长期复杂的过程,常需要一种或多种药物联合用药治疗,共同作用。另外,和天然骨相比,CPC结构致密,缺乏天然骨的孔隙结构,不利于组织的长入和材料的降解。因此,本论文的目的是制备载三组份药物多孔CPC,通过三种药物不同阶段的释放以满足组织修复过程中对药物的需求,能够前期镇疼痛和抗感染,长期促进骨生长,并且能够为骨细胞和骨组织的长入提供直径大于100μm的孔隙。 本论文通过复乳溶剂挥发法-水包油包水(W1/O/W2)制备平均粒径大于100μm的载丹酚酸B(Sal B)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)(Mn:30.0kg/mol)微球。微球表面平滑,呈现良好的球形；微球粒径分布较窄,平均粒径为112.7±5.6μm,符合实验尺寸要求(大于100μm)；微球中药物的释放分为前期的药物突释阶段和后期的药物缓慢释放阶段两个阶段,能够实现药物的缓慢控释。以此为基础,以Biocement D型CPC为载体,将抗生素硫酸庆大霉素(GS)、镇痛药对乙酰氨基酚(PC)和载Sal B的PLGA微球粉末直接与CPC粉末共混均匀,以磷酸缓冲液(PBS)为液相,液固比为0.35ml/g,制备载三组份药物多孔CPC。根据CPC载药量的不同,实验分为三组：CPC-5%MS-1%PC-0.5%GS、CPC-10%MS-3%PC-1%GS和CPC-15%MS-5%PC-1.5%GS,以未载药CPC作为空白对照。通过Gillmore双针法、万能材料试验机、紫外分光光度计(UV-vis).X-射线衍射仪(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等对载三组份药物多孔CPC的凝固时间、力学强度、体外药物模拟释放、药物释放后CPC的结晶度以及微球降解后空隙和孔隙率等进行检测。将载三组份药物多孔CPC与成骨细胞MC3T3-E1进行体外共培养,通过荧光染色观察细胞活性和形态,Alamar Blue和碱性磷酸酶(ALP)活性检测共培养后细胞的增殖能力和分化能力；采用琼脂培养板扩散实验对载三组份药物多孔CPC进行抗菌性能的研究。 研究结果表明：与空白CPC相比较,水化24h后,药物和微球的载入不会改变载药CPC样品的衍射峰位置和形状,载药CPC图谱中HA转化生成量低于空白CPC,且随着载药量和微球量的增加HA量减少；初凝和终凝时间随着载药量和微球量的增加均明显延长；力学强度相比空白CPC更低,且随着药物和载药微球载入量的增加,力学强度明显降低；体外药物模拟释放包括药物突释阶段和药物缓慢释放阶段,药物释放量都随着载药量的增加而增大,前期镇痛药物PC和抗感染药物GS释放主要集中在第一周,而需要长期释放的促进新生骨组织生长的中药Sal B的释放维持75天以上,因此本研究制备的载三组份药物多孔CPC能够实现了三组份药物在不同阶段释放；药物释放90天后,载药CPC样品基本不存在α-TCP的衍射峰,主要成分为HA,与空白CPC相比,载药CPC样品结晶度显著性下降,且随着载药量和载药微球的增加而降低；同时,载药CPC样品中出现了球形孔隙,样品的总孔隙率明显高于空白CPC的总孔隙率,大孔孔隙率也随着药物和载药微球的加入量增加而增大。 细胞与载药CPC共培养后,荧光染色表明载药CPC表面粘附有大量的活细胞,成骨细胞均呈现多边形、具有强烈的立体感,并形成大量的细胞连接,表明具有很好的细胞活性。Almaar Blue和ALP检测结果表明药物对共培养成骨细胞的影响呈现剂量和时间的依赖关系；载药CPC中CPC-5%MS-1%PC0.5%GS和CPC-10%MS-3%PC-1%GS样品明显促进了细胞的增殖活性,而CPC-15%MS-5%PC-1.5%GS样品因三种药物浓度过高而抑制了细胞的增殖活性,CPC-5%MS-1%PC-0.5%GS.CPC-10%MS-3%PC-1%GS和CPC-15%MS-5%PC-1.5%GS三组样品的ALP活性明显下降。抗菌实验结果表明,空白CPC和PC两者不具备抗菌能力,而GS有很强的抗菌能力,同时Sal B也存在一定程度的抗菌能力,载三组份药物CPC样品组,随着载药量的增加抗菌能力也明显增加。载药三组份药物CPC中药物的联合释放不仅没有影响药物相互之间的性能,反而通过药物的联合作用增强了载药CPC的整体抗菌性能。 本研究通过直接将GS、PC和载Sal B的PLGA微球与CPC粉末均匀共混制备了载三组份药物多孔CPC。GS和PC可通过前期的快速释放,持续时间一周以内；需要长期给药治疗和促进骨修复的药物Sal B,通过PLGA微球包裹减小药物的突释,随着微球的降解药物缓慢长期释放,持续释放时间75天以上。可以满足临床骨修复不同阶段对不同药物的需要。另外,随着微球的降解在CPC中构建适合成骨细胞和骨组织等长入的多孔结构。
【关键词】：多孔磷酸钙骨水泥 三组份药物 药物释放 PLGA微球 细胞实验 抗菌性能
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 前言13-22
• 1.1 磷酸钙骨水泥作为药物释放载体13-15
• 1.1.1 磷酸钙骨水泥13
• 1.1.2 磷酸钙骨水泥作为药物载体的优点13-14
• 1.1.3 磷酸钙骨水泥作为药物载体的研究现状14-15
• 1.2 微球作为药物载体的研究15-18
• 1.2.1 微球制备的材料—PLGA15-16
• 1.2.2 微球制备方法16-17
• 1.2.3 PLGA微球在磷酸钙骨水泥载药体系中的应用17-18
• 1.3 多孔磷酸钙骨水泥18-19
• 1.3.1 多孔磷酸钙骨水泥概述18
• 1.3.2 多孔磷酸钙骨水泥的制备方法18-19
• 1.3.3 多孔骨水泥的力学性能及增强19
• 1.4 本课题的立题依据及研究目的19-22
• 1.4.1 本课题的提出19-20
• 1.4.2 本课题的研究目的和内容20-21
• 1.4.3 本课题的研究技术路线21-22
• 第二章 载丹酚酸B的PLGA微球的制备、表征与药物释放研究22-31
• 2.1 引言22-23
• 2.2 材料与方法23-26
• 2.2.1 材料23
• 2.2.2 载丹酚酸B的PLGA微球的制备23-24
• 2.2.3 载丹酚酸B的PLGA微球的载药量与包封率测定24-25
• 2.2.4 粒径分析25
• 2.2.5 微球形貌观察25-26
• 2.2.6 体外药物释放研究26
• 2.3 实验结果与讨论26-30
• 2.3.1 载丹酚酸B的PLGA微球的载药量与包封率分析26-28
• 2.3.2 载Sal B微球的形貌分析28
• 2.3.3 载丹酚酸B的PLGA微球粒径分析28-29
• 2.3.4 PLGA微球的体外药物模拟释放实验29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 载三组份药物多孔磷酸钙骨水泥的研究31-49
• 3.1 引言31-32
• 3.2 材料与方法32-37
• 3.2.1 材料32
• 3.2.2 羟基磷灰石(HA)和二水磷酸氢钙(DCPD)的制备32
• 3.2.3 载三组份多孔磷酸钙骨水泥的制备32-33
• 3.2.4 三组份药物的紫外检测方法33-35
• 3.2.5 性能表征35-37
• 3.3 实验结果与讨论37-47
• 3.3.1 磷酸钙骨水泥固相分析37-38
• 3.3.2 载药CPC水化24h的XRD分析38
• 3.3.3 药物的载入对凝固时间的影响38-40
• 3.3.4 载药后CPC的抗压强度分析40-41
• 3.3.5 药物体外模拟释放实验41-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第四章 生物学性能评价49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 实验材料和方法49-53
• 4.2.1 材料49
• 4.2.2 细胞共培养49-50
• 4.2.3 细胞荧光染色50-51
• 4.2.4 Alamar Blue检测51
• 4.2.5 碱性磷酸酶检测51
• 4.2.6 抗菌实验51-53
• 4.3 结果与讨论53-57
• 4.3.1 细胞形态分析53-54
• 4.3.2 Alamar Blue检测细胞活性54-55
• 4.3.3 ALP检测细胞分化55
• 4.3.4 抗菌性能分析55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 结论59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-73
• 研究生阶段参研课题73
• 奖学金获取情况73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐佩福;毛克亚;郝立波;王继芳;卢世璧;王岩;卢世琳;贺大为;;多孔结构对碳酸化羟基磷灰石骨水泥溶解度的影响[J];北京生物医学工程;2006年03期

2 郜成莹;叶建东;;磷酸钙骨水泥负载庆大霉素的制备与性能[J];材料导报;2008年03期

3 储新宏;赵萍;任学华;;多孔磷酸钙骨水泥的研究进展[J];材料导报;2009年S1期

4 漆小鹏;;聚乳酸-羟基乙酸共聚物/磷酸钙骨水泥多孔复合支架的制备[J];复合材料学报;2010年03期

5 吴伟,崔光华;聚乳酸或乳酸/羟乙酸共聚物微球的制备方法研究进展[J];国外医药(合成药 生化药 制剂分册);2000年06期

6 蔡舒,王彦伟,姚康德;骨水泥自固化法制备磷酸钙多孔材料[J];硅酸盐学报;2004年09期

7 郭悦华;屈树新;李茂红;翁杰;;载双组分药物磷酸钙骨水泥的性质和体外释放[J];硅酸盐学报;2010年03期

8 林建华,张文明,戴伯川,吴芳;阿霉素—磷酸钙骨水泥缓释体系的制备及体外药物释放试验[J];中国骨肿瘤骨病;2003年04期

9 张亮;陈统一;;载药磷酸钙骨水泥研究进展[J];国际骨科学杂志;2012年04期

10 艾国;程远国;;长效微球注射剂及其在糖尿病治疗领域中的应用[J];中国药剂学杂志(网络版);2008年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李近;可生物降解载药微球的制备和释药动力学的研究[D];清华大学;2008年

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本文编号：359249