载利福平多孔复合物作为结核性骨缺损修复材料研究

【摘要】：目的:将 RFP(RIFAMPICIN/Rifampin,利福平)作为主药,使用 PDLLA(Poly-DL Lactic Acid外消旋聚乳酸)、nHA(nano-hydroxyapatite纳米羟基磷灰石)作为DDS(Drug Delivery System,药物传递系统)载体材料,对这一复合材料修复的可行性进行探究,同时还对多孔复合物的生物安全性、降解性、骨诱导性、药物缓释性以及体外抗结核活性等性能和价值展开分析。方法:(1)制备多孔RFP/PDLLA/nHA复合材料;观察载药量、包封率以及孔隙率和成型情况等指标,通过环境扫描电子显微镜以及XRD(X-ray differaction X,射线衍射)、FTIR(Fourier transform infrared spectroscope,傅里叶变换红外光谱)观察分析合成产物的表征。(2)将PBS(phosphate buffered saline,磷酸缓冲液)液作为释放介质,观察分析RFP/PDLLA/nHA复合材料的体外降解性能、体内降解性能和体外药物缓释性能。(3)将PDLLA/nHA复合材料作为参照,在对复合材料与小鼠前成骨细胞MC3T3-E1进行共培养之后,观察分析MC3T3-E1细胞的生长与增殖状态,再综合分析多孔RFP/PDLLA/nHA复合物的细胞毒性,评判复合材料的组织相容性。(4)进行4周的RFP/PDLLA/nHA复合物与小鼠MC3T3-E1细胞诱导分化培养,分别测定MC3T3-E1细胞的ALP(alkaline phosphatase,碱性磷酸酶)含量、OCN(osteocalcin,骨钙素)及COL-I(Collagen-I,Ⅰ型胶原)表达水平,以此评估复合材料的体外骨诱导性能。(5)对金胺“O”染色、抗酸染色、MicroMGITTM荧光判读仪菌检及FDA检测结果进行观察并分析,并以此评估复合材料的体外抗结核性能。结果:(1)研究中制备的RFP/PDLLA/nHA复合原料,是通过溶剂挥发法成功制备出来的,复合物呈现橘黄色,为疏松且多孔的海绵状。傅里叶变换红外光谱分析证明了 PDLLA及RFP的存在,且均未出现新物象,以及新交联及耦合,且没有引入新的杂质。(2)多孔RFP/PDLLA/nHA复合材料失重率与pH值变化过程中均具有两个快速增长期,复合材料在经过体内降解后呈现凹凸不平的表面,存在一定程度的纤维膜覆盖,与组织的结合更加紧密体内降解较为广泛。复合材料体内降解12周后降解速率明显比体外降解高。(3)复合材料和MC3T3-E1细胞共培养发现,细胞生长状况均较好,存在大量的细胞增殖,细胞核均完整;复合材料均存在孔隙结构塌陷表现;细胞不仅具有较好的适应性,而且还具有较好的安全性。除此之外,在细胞毒性方面,也不存在显著差异,因而对于细胞增殖并不会产生较为显著的抑制作用。入组小鼠的手术均顺利完成,术后麻醉苏醒、切口愈合均良好。(4)RFP/PDLLA/nHA组的细胞ALP活性均随着诱导培养时间的增加而上升。这一复合材料的优势还体现在能够加速MC3T3-E1细胞成熟和细胞分化,同时还能够在修复骨缺损中发挥显著效果。(5)对RFP/PDLLA/nHA材料进行连续8周的观察,显示其在色泽方面呈现出清亮透光,在颜色方面主要是橘黄色,在结核分歧杆菌菌落聚集与形成方面并不明显。抗酸染色为阴性;RFP/PDLLA/nHA材料组当中的结核菌能够被复合材料释放的RFP杀灭。流式细胞仪结果表明,材料中基本能够认定无法检测到活结核分歧杆菌的存在。结论:载RFP多孔PDLLA/nHA复合物,在各方面均具有较为突出的性能,能够成为结核性骨缺损的修复材料,但复合材料的活体作用效能和作用机制仍有待进一步研究和分析。