發(fā)布時間：2016-11-13 11:34

  本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度介孔硅復(fù)合骨修復(fù)支架的構(gòu)建及微球藥物釋放機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2015年

高強(qiáng)度介孔硅復(fù)合骨修復(fù)支架的構(gòu)建及微球藥物釋放機(jī)理研究

許為康  

【摘要】：當(dāng)前無論國內(nèi)外,醫(yī)學(xué)界已經(jīng)認(rèn)識到傳統(tǒng)的移植材料,如自體骨或異體骨,在臨床上應(yīng)用時的致命缺點。所以,現(xiàn)在醫(yī)學(xué)界紛紛將眼光投向人工材料。由于聚合物基支架易于塑造,而且它們的性能可通過不同改性方法進(jìn)行調(diào)整,從而滿足骨修復(fù)的臨床需求。聚合物基材料受到他們廣泛的青睞。具有生物學(xué)性能的骨修復(fù)材料跟其組成組分和作為載體時釋放的物質(zhì)(如藥物、離子或活性因子)的生物學(xué)性能都有莫大的關(guān)系。本課題旨在對傳統(tǒng)的PLGA微球支架進(jìn)行改性,如添加進(jìn)具有生物活性的組分,或進(jìn)行表面改性,從而提高其生物應(yīng)答特性。此外,還研究了親疏水性藥物從微球釋放的機(jī)理,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,為載藥微球的制備提供理論依據(jù)。本著生物安全性和載藥性能兩方面的考慮,首先使用自主制備的HMS與PLGA進(jìn)行復(fù)合。HMS經(jīng)細(xì)胞毒性和體內(nèi)動物實驗檢測,生物安全性良好;比表面積大,具有蜂窩狀的介孔結(jié)構(gòu),具有作為體內(nèi)藥物釋放載體的潛力。與PLGA復(fù)合后其抗壓強(qiáng)度大幅度提高,約為原來的16~44倍,能滿足臨床對骨修復(fù)材料強(qiáng)度的要求,解決了一直以來高分子基材料強(qiáng)度不足的尷尬問題。作為具有優(yōu)秀物理化學(xué)性能的HMS/PLGA支架,但其生物學(xué)活性有待進(jìn)一步提升,以滿足臨床需求。分別對HMS/PLGA復(fù)合支架進(jìn)行進(jìn)一步的修飾,包括HMS的微量生物活性元素?fù)诫s、表面仿生礦化和引入無機(jī)活性材料三種方式,改性之后生物學(xué)性能皆得到顯著的提升。通過兩種較為溫和的方式將含鈣無機(jī)活性組分引入HMS/PLGA支架,并研究其對支架性能的影響。一方面,對HMS/PLGA支架表面進(jìn)行體外礦化處理,得到磷灰石/HMS/PLGA支架,細(xì)胞相容性大幅度提升,種植于支架上的BMSCs數(shù)量增長約為改性前的185%。同時,模擬體液的浸泡,也使支架保持高強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度,改性前后支架強(qiáng)度基本不變。另一方面,將納米碳酸鈣引入HMS/PLGA支架,復(fù)合之后支架上的細(xì)胞數(shù)量增長約80%。同時,進(jìn)行成骨誘導(dǎo)分化的干細(xì)胞分泌的ALP也增長了30%左右,分泌的膠原也顯著增多,進(jìn)一步提升了該復(fù)合支架的生物學(xué)性能。將具有生物活性的鑭摻入HMS,使它的生物應(yīng)答特性顯著增強(qiáng)。La-HMS與BMSCs共培養(yǎng),釋放出微量的鑭離子,調(diào)控干細(xì)胞的成骨分化能力,并使干細(xì)胞分泌的ALP、Col-I、OCN、RUNX2等都增加35%左右,分泌的鈣結(jié)節(jié),膠原也顯著增多。將La-HMS與PLGA制備復(fù)合支架,然后進(jìn)行礦化處理,動物體內(nèi)的骨修復(fù)實驗表明:到第12周時,兩種支架都已基本降解,相比于HMS/PLGA支架,礦化La-HMS/PLGA支架內(nèi)部有大量的血管、骨組織。鑭的摻入和礦物的沉積能顯著提高HMS/PLGA支架的生物應(yīng)答特性。為構(gòu)建用于骨關(guān)節(jié)結(jié)核治療HMS/PLGA微球并研究其藥物釋放機(jī)理,選取親水性藥物INH和疏水性藥物RIF作為模型藥物。研究結(jié)果表明,HMS與PLGA復(fù)合后,復(fù)合微球的藥物緩釋性能明顯優(yōu)于單一的HMS或PLGA;分別使整個緩釋周期從1和30天左右延長到60天以上,解決純HMS和PLGA藥物釋放周期短的問題。同時在假設(shè)微球內(nèi)藥物都裝載進(jìn)HMS后以聚集體形式分散在微球內(nèi)的基礎(chǔ)上,建立了以藥物分布狀態(tài)為模型參數(shù)的藥物釋放數(shù)學(xué)模型。該模型對兩種親疏水性藥物的釋放都具有很好的適用性,數(shù)據(jù)擬合相關(guān)性0.96以上,該模型能進(jìn)一步指導(dǎo)載藥支架的制備。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：173018