【摘 要】
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目的:感染性骨缺损及慢性骨髓炎是骨科较为常见疾病之一,临床治疗难度加大,往往耗费大量人力、物力及财力,仍存在治愈困难的情况,给患者的生活及工作造成极大影响。SF/VANCO/PLGA/β-TCP复合抗感染人工骨支架是治疗感染性骨缺损的可选方案,具有良好的应用前景。本研究通过构建复合抗感染人工骨支架,并探索复合支架的体外生物学评价,以期为临床慢性骨髓炎的治疗提供一种新的可替代治疗方案。方法:本实验由
【基金项目】
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全军科技青年培育计划,课题名称:丝素蛋白涂层β-TCP复合材料治疗高原战创伤感染骨缺损的研究,课题负责人:李松凯,项目编号:20QNPY071；
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目的:感染性骨缺损及慢性骨髓炎是骨科较为常见疾病之一,临床治疗难度加大,往往耗费大量人力、物力及财力,仍存在治愈困难的情况,给患者的生活及工作造成极大影响。SF/VANCO/PLGA/β-TCP复合抗感染人工骨支架是治疗感染性骨缺损的可选方案,具有良好的应用前景。本研究通过构建复合抗感染人工骨支架,并探索复合支架的体外生物学评价,以期为临床慢性骨髓炎的治疗提供一种新的可替代治疗方案。方法:本实验由三部分组成1.载盐酸万古霉素PLGA缓释微球的制备及工艺优化:采用较为常用的复乳溶剂挥发法制备载VANCO的PLGA缓释微球。通过载药量及包封率作为评价指标,考察油相中PLGA浓度、内水相中VANCO的浓度、外水相PVA的浓度及外水相中氯化钠的浓度对微球载药量及包封率的影响,通过正交试验对载药量、包封率、载药量+包封率的结果分析后筛选出载药微球最佳制备工艺。2.丝素蛋白涂层载万古霉素PLGA缓释微球的体外药物释放研究及抗菌活性评价:以上部分实验筛选出的最佳制备参数及制备工艺为依据,批量产出载药微球。使用三种不同浓度（0.1%、0.5%、1%）的丝素蛋白（Silk fibroin,SF）对载药微球进行涂层,以延缓载药微球的药物初期突释。实验分为4组,分别为:0%SF组、0.1%SF组、0.5%SF组、1%SF组,通过扫描电镜、粒径分析、傅里叶变换红外光谱、亲水性检测、体外药物释放及体外抗菌活性等对经不同浓度SF涂层后的微球进行评价。3.SF/VANCO/PLGA/β-TCP复合抗感染人工骨支架的构建及体外生物学评价:通过3D打印技术制备出具有良好孔隙率及力学性能的β-TCP人工骨支架材料,通过将经过不同浓度SF涂层的载药微球与经3D打印的支架进行复合,构建出一种既包含VANCO,又具有一定力学性能的复合抗感染人工骨支架材料。通过对复合材料的体外生物力学、孔隙率、降解性、生物相容性、成骨活性等相关检测,明确复合支架材料的相关性能。结果:1.采用复乳溶剂挥发法成功制备出载万古霉素PLGA缓释微球,通过正交试验筛选出载药微球最佳制备工艺参数:内水相中投入的VANCO的质量为200mg（200mg/ml）,油相中投入的PLGA的质量为400mg（40 mg/ml）,外水相PVA浓度为0.5%（5mg/ml）,外水相Na Cl浓度为1%（10mg/ml）。微球最终载药量为24.11%±1.72%,包封率为48.21%±3.44%;平均粒径为97.59μm±0.51μm,肉眼观呈白色粉末状,光镜及电镜下观微球呈圆形,形态规整。2.通过扫描电镜及傅里叶变换红外光谱证实SF成功的涂层至载药微球表面,使用0.1%浓度的SF涂层载药微球后对延缓药物初期突释作用明显优于对照组（0%SF组）（p＜0.05）。3.成功构建出SF/VANCO/PLGA/β-TCP复合支架,SF涂层载药微球在各组支架的孔隙中填充良好,各组复合支架具有良好的生物力学性能、孔隙率、降解性、生物相容性及成骨性,其中以0.5%SF组复合支架表现出最佳的生物相容性及成骨活性。结论:成功构建出SF/VANCO/PLGA/β-TCP复合抗感染人工骨支架。综合评估4组材料的性能及生物活性,0.1%SF组复合支架具备优越的抗感染能力,具有良好的亲水性、力学性能、生物相容性及成骨活性,是较为理想的抗感染人工骨材料。但实验结果仍需进一步的体内动物实验及临床实验来验证。
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