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背景与目的:结核病是一种由结核分枝杆菌感染而引起危害全人类健康的重大疾病,具有致病性高、抗杀伤性强及易产生耐药性等特点。由于脊柱结核病理具有特殊性,即脊柱结核的病灶周围往往存在硬化壁,且脊柱周围血供较少,致使药物不能有效渗入到病灶内。目前临床上脊柱结核的治疗主要包括药物治疗和外科手术干预。抗结核化疗期间需要长期服药,容易出现患者依从性差,从而导致疗程不足、不规律用药及自行停药等情况,增加脊柱结核耐药率和复发率。同时,长期用药可能产生的肝肾功能损害、听力损伤及周围神经炎等副作用也将严重影响患者的健康。此外,脊柱结核往往大面积破坏骨质,导致脊柱畸形,引发严重神经功能障碍。因此,骨修复材料的成骨作用和抗结核治疗性能在临床治疗中十分关键。聚醚醚酮（PEEK）材料由于其优异的机械强度、耐化学腐蚀性能和X射线透光度,已被广泛应用于包括颅骨板、椎间融合等医疗植入物。尽管PEEK材料具有上述优异的生物学特性,但是固有的生物惰性导致了其在成骨性能上存在一定不足。研究发现,采用浓硫酸磺化法可在PEEK材料表面形成多孔结构,并显著提升其生物活性和成骨性能。同时,磺化处理后的PEEK材料的多孔结构为药物装载提供了基础。基于本人硕士期间在PEEK材料表面抗菌修饰的前期工作,以及在PEEK材料的合成和应用等方面进行的深入调研和学习,我们设计并制备了一种负载抗结核药物的多孔PEEK功能化复合支架,利用一系列表征手段研究其理化特性,并通过体内外实验研究支架的成骨性能、生物安全性以及抗结核杆菌作用,初步明确该功能化复合支架治疗脊柱结核的应用价值,为脊柱结核的治疗提供新思路。方法:1.通过磺化和磺化还原处理方法制备SPEEK和SRPEEK多孔支架,随后利用液相沉积法制备SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、纳米粒度电位仪、比表面及孔隙度测试仪（BET）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、热重分析仪（TG）对SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架进行系统的形态和结构表征。2.通过羟基磷灰石沉积实验、药物释放实验、溶血实验、细胞毒性实验、活-死细胞染色、抗菌实验等方法对功能化复合支架的体外成骨性能、生物安全性以及抗菌作用进行评价。3.通过动物体内药物释放、皮下植入抗菌实验、重要组织器官H＆E染色等实验方法对功能化复合支架在体内的生物安全性、药物释放以及抗菌作用做进一步评估。结果:1.材料制备部分:我们成功制备了SPEEK和SRPEEK支架材料,并通过一系列表征方法明确了支架材料的表面结构和理化性质。经表征结果证实,PEEK材料经过磺化和磺化还原处理后形成了多孔结构,明显提升了支架的孔隙率。整体上,经磺化和磺化还原处理后的SPEEK和SRPEEK材料相较于PEEK材料,其表面亲水性得到了显著提升,为成骨长入提供了形貌基础,且该方法未改变材料的稳定性。在此基础上,我们通过液相沉积法进一步合成了负载抗结核药物的功能化复合支架（SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug）,并通过SEM明确了药物在支架多孔结构中的沉积。2.体外实验部分:通过羟基磷灰石沉积、ALP以及茜素红染色等实验结果,证实由于支架材料的表面多孔结构、亲水性以及理化性质的改善,前期制备的SPEEK和SRPEEK支架的成骨作用得到明显提升。在溶血实验、细胞培养等实验结果中,两种功能化支架材料均表现出良好的生物相容性,且对促进细胞黏附和增殖的作用显著。另外,我们对SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架的体外药物释放特性和抗结核杆菌作用进行了评估。药物释放实验结果展示,SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架负载的药物（异烟肼和利福平）具备长效和足量释放的优势。在抗结核杆菌的实验结果中,支架材料可显著抑制结核杆菌的生长,提示支架材料具备优异的抗结核杆菌性能。3.体内实验部分:体内实验中,我们对SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架的药物释放性能、生物安全性以及抗菌作用进行了系统评价。我们将功能化支架植入动物体内,经药物检测结果显示,12周内功能化复合支架在周围骨组织和肌肉中释放的抗结核药物浓度持续高于最小抑菌浓度,证实该支架材料具有长效和高剂量释放药物的优势。同时,我们对功能化支架材料植入12周后的动物心、肝、脾、肺、肾进行了组织学评估,进一步证实了功能化复合支架的良好生物安全性。最后,体内抗菌实验结果表明,负载抗结核药物的功能化复合支架材料能够在组织中有效抑制细菌生长,达到高效抗结核杆菌的目的。结论:本研究通过磺化和磺化还原处理方法制备了SPEEK和SRPEEK支架材料,并成功在支架上负载了两种抗结核药物,最终得到SPEEK@Drug和SRPEEK@Drug功能化复合支架。经系列实验证实,该功能化复合支架具有良好的成骨作用和生物安全性,并可通过长期释放高浓度的抗结核药物,有效抑制结核杆菌生长,为治疗脊柱结核提供新思路。