研究目的本课题旨在研发一种可载药、生物可降解,并且能在中频交变磁场下升温的载药磁性纳米复合植入膜。在优化复合植入膜制备工艺条件的基础上,系统地完成植入膜作为医疗器械的生物学评价,并对其作为肿瘤磁感应缓释热化疗介质的可行性进行深入研究,明确复合植入膜介导的热化疗协同增敏效应,建立磁感应缓释热化疗的治疗参数及治疗效果的量效关系,确定最适治疗参数,为新型、安全、高效的磁感应热化疗介质的研究提供实验及理论依据。研究方法1.载药磁性纳米复合植入膜的制备及理化性质表征1.1载药磁性纳米复合植入膜的制备及参数优化：采用化学共沉淀法制备磁性纳米Fe304颗粒；采用溶剂挥发-模具成型法制备担载药物及不同磁颗粒含量的磁性纳米复合植入膜,并优化制备工艺参数；1.2载药磁性纳米复合植入膜的理化性质表征：以仪器分析手段对植入膜的形貌学、交变磁场下的发热性能、药物缓释性能及体内外降解性能进行系统表征,主要明确磁场条件、磁颗粒含量对磁性纳米复合植入膜磁诱导升温性能的影响,体外药物释放规律及体内外生物可降解性能。2.磁性纳米复合植入膜的生物安全性评价2.1体外评价：遵循中华人民共和国国家标准GB/T16886.5(医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验)的相关规定,以小鼠成纤维细胞系L929为研究对象,与高分子聚合物膜、磁性纳米复合植入膜共孵育。于共孵育后第2天,4天,7天,以显微镜检查细胞形态及生长状态的定性细胞毒性判定；采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖率进行定量细胞毒性判定。从而综合评价磁性纳米复合植入膜的体外生物安全性；2.2体内评价：遵循中华人民共和国国家标准GB/T16886.6(医疗器械生物学评价第6部分：植入后局部反应试验)的相关规定,以豚鼠为研究对象,以临床医用PE膜为阳性对照物,将磁性纳米复合植入膜及PE膜植入豚鼠背部肌肉,定点取血,检测血常规及血生化,评价植入膜是否引起全身炎症反应及对肝肾功能的影响。定期处死豚鼠,解剖观察材料植入后是否引起周围组织的炎症反应,并做病理检查进一步判断。对磁性纳米复合植入膜的体内生物安全性进行综合评价。3.载药磁性纳米复合植入膜基于脑胶质瘤的体外细胞毒性研究3.1缓释化疗对人脑胶质瘤细胞毒性的研究：制备单纯担载药物的缓释化疗植入膜,研究缓释化疗对人脑胶质瘤细胞U251增殖的影响,并与临床注射剂进行疗效对比；3.2磁感应热疗对人脑胶质瘤细胞毒性的研究：制备单纯担载纳米Fe3O4颗粒的热疗植入膜,将人脑胶质瘤细胞U251与热疗植入剂共孵育,43℃热疗30min,采用CCK-8试剂盒检测细胞增殖率,评价热疗植入膜的抗肿瘤效果；3.3热化疗综合治疗对人脑胶质瘤细胞毒性的研究：制备载药磁性纳米复合植入膜,探索综合治疗模式对U251细胞增殖的影响；计算韦伯系数,明确该治疗模式中热疗和化疗二因素之间是否存在协同增益效应；筛选出适应的治疗参数用于指导动物实验。4.载药磁性纳米复合植入膜对荷瘤裸鼠术后模型的抗肿瘤性能研究4.1裸鼠皮下移植人脑胶质瘤模型的建立：采用人脑胶质瘤U251细胞悬液注射法建立裸鼠皮下移植人脑胶质瘤肿瘤模型；4.2植入剂对荷瘤裸鼠术后抗肿瘤能力的评价：对建模成功的裸鼠行手术切除肿瘤2/3体积,余1/3肿瘤模拟脑胶质瘤术后残余瘤床,采用手术植入法将复合植入膜贴附于裸鼠瘤床上,对照组为相同参数的假手术组、单纯载药植入膜组和单纯磁颗粒植入膜组；通过测量治疗后肿瘤体积、观察记录裸鼠生存期和病理切片综合分析评价复合植入膜对荷瘤裸鼠术后模型的抗肿瘤能力；综合对比考查不同治疗模式的治疗效果,评价磁性纳米复合植入膜介导的磁感应缓释热化疗治疗模式的热协同效应并最终确定综合治疗的最适治疗参数。研究结果1.采用溶剂挥发-模具成型法成功制备的载药磁性纳米复合植入膜表面光滑均一,柔韧性好,具有一定弹性,升温性能良好。多烯紫杉醇药物在体外35天的累积释放率为90%,达到了药物缓释的目的。体内降解速率高于体外降解速率,在3个月左右,植入膜在动物体内降解完全并被组织吸收。2.磁性纳米复合植入膜的体外生物安全性实验证明磁性复合植入膜无细胞毒作用,与细胞共孵育不影响细胞形态及增殖。体内实验证明该植入膜在体内的生物相容性良好,未引起全身炎症反应,对肝肾功能没有影响。3.载药磁性纳米复合植入膜体外杀伤肿瘤细胞的研究证明该植入膜对人脑胶质瘤U251细胞的杀伤作用显著优于临床注射剂组及其他各组,且存在热化疗协同增敏效应。4.载药磁性纳米复合植入膜介导的磁感应热化疗能有效抑制荷瘤裸鼠的肿瘤生长,防止肿瘤复发,显著延长荷瘤裸鼠的生存期。体内实验中热化疗组裸鼠肿瘤体积增长缓慢,与对照组比存在显著性差异。研究结论负载抗脑胶质瘤药物的磁性纳米复合植入膜作为磁感应热疗介质是切实可行的,其生物安全性良好,同时可发挥药物缓释、热化疗协同等多种优势。