聚己内酯—地塞米松人工耳蜗电极载药涂层的制备与性能表征

【摘要】：目的:人工耳蜗植入是目前治疗重度及极重度耳聋的主要治疗手段。但是人工耳蜗电极在植入过程中会带来机械性的植入创伤,导致蜗内结构的损伤(如:骨螺旋板、螺旋韧带、基底膜等),并引起耳蜗内的炎症反应,导致蜗内纤维组织形成,出现纤维化甚至骨化。以地塞米松(Dexamethasone,DXM)为代表的糖皮质激素类药物已被证明对电极植入带来的蜗内纤维化具有较好的治疗效果,但是内耳的特殊结构使蜗内持续给药具有一定的困难。因此本研究致力于制备用于防止人工耳蜗植入后耳蜗内纤维化的超长期缓释地塞米松人工耳蜗电极载药涂层。方法:通过浸渍涂布法制备载地塞米松的聚己内酯(Poly(ε-caprolactone),PCL)电极涂层。通过对不同分子量聚己内酯(Mn=2kDa、36kDa、60kDa、80kDa)及其配比进行优化,探讨PCL分子量对涂层性能的影响。通过对浸渍条件(如浸渍时间及浸渍次数)等制备工艺的优化,来调节PCL载药涂层的厚度,筛选出适宜植入耳蜗内的电极涂层厚度最佳制备条件。通过扫描电镜(Scanning electronmicroscopy,SEM)对涂层的表面形貌进行表征。使用万能机对涂层的力学性能进行表征。利用高效液相色谱法(High performance liquid Chromatography,HPLC)对涂层的体外释药情况进行探索。使用小鼠成纤维细胞L929通过与涂层浸出液共同培养24h后,采用CCK-8实验分析涂层的细胞毒性。通过大鼠体内实验以及体内的组织病理学表现。观察涂层植入后的术区局部炎症反应以及涂层周围组织的瘢痕增生情况,从而验证PCL涂层的体内生物安全性能。结果:PCL分子量的不同以及不同分子量之间配比的不同对涂层厚度、涂层表面形貌以及涂层的药物缓释等无明显影响,但是使用低分子量PCL和高分子量PCL共混后制备的PCL载药涂层的杨氏模量较单一分子量PCL涂层的杨氏模量更小。这说明不同分子量PCL共混后可改善PCL-DXM电极涂层的力学性能。筛选出的涂层最佳制备条件是:浸渍次数为1次,浸渍时间为10秒,聚己内酯的浓度10%。所制备的涂层厚度较为均匀,平均厚度约为48.67μm;扫描电镜显示PCL涂层微观下可见表面有微孔,低-高分子量共混涂层微孔较高分子量涂层明显缩小,表面光滑度提高。并且PCL载药涂层能长期缓慢的释放地塞米松,体外释放的药物浓度能够满足治疗所需。涂层的体外生物安全性良好,实验组(L929细胞与涂层浸出液共同孵育24小时后的细胞活性)和阴性组(L929细胞与无菌PBS溶液共同孵育24小时后的细胞活性)不具有统计学差异(p0.05),而阴性组(L929细胞与无菌PBS溶液共同孵育24小时后的细胞活性)与阳性组(L929细胞与02mg/mL顺铂溶液共同孵育24小时后的细胞活性)具有统计学差异(p0.05)。涂层的体内生物安全性良好,术区无明显炎症反应,对植入的涂层样品周围组织进行HE染色观察发现与假手术组相比,植入涂层与植入手术所带来的创伤无明显差别。结论:通过涂层的性能表征以及体内、体外实验对涂层生物安全性能的研究,证明聚己内酯是负载地塞米松作为人工耳蜗电极载药涂层的一种理想控释材料,因此聚己内酯在人工耳蜗电极涂层中具有潜在的应用潜力及前景。