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目的:医用植入物材料的改进和创新极大地促进了骨科诊疗技术的发展,但骨科手术后植入物感染是临床治疗中亟待解决的问题。由于植入物的存在和细菌生物膜的形成,传统抗生素的治疗方式抗感染效率较低,且在感染的微环境中破骨细胞异常活跃并伴随骨丢失,植入物往往需要在再次手术中被取出。依诺沙星具有抗菌和抑制破骨细胞形成的双重作用,在限制感染和预防骨丢失方面具有重要作用。而天冬氨酸八肽(ASP8)可以特异性识别骨组织中的羟基磷灰石(HA)结晶并与之结合,具有很高的亲和力,从而靶向性提高骨组织中抗生素的浓度。因此,将依诺沙星、ASP8负载于介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)上,可以靶向性增加骨组织内抗生素的浓度,增强对细菌生物膜形成的抑制作用,并抑制破骨细胞的异常活跃而减少骨丢失。本研究的主要目的在于:(1)制备一种新的骨靶向抗生素传递系统为解决植入物感染提供新的治疗方法。(2)明确依诺沙星骨靶向抗生素传递系统在体内体外的抗菌作用以及在体内防治骨丢失的功效。方法:1.在介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)上负载依诺沙星、ASP8制备出新型骨靶向药物传递系统(Gen@MSN-D)。通过透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS),傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、体外药物释放实验等对Gen@MSN-D的表征数据进行记录和分析。2.通过最小抑菌浓度(MIC)、平板菌落计数、结晶紫染色、扫描电镜(SEM)和活死细菌染色等抗菌性能实验明确Gen@MSN-D的体外抗菌作用。3.构建12周龄SD大鼠活体荧光模型,分别尾静脉注射相同剂量含荧光物质的MSN和Gen@MSN-D,在4小时和72小时后处死动物,取主要器官(心脏,肝脏,脾脏,肺,肾,股骨),用体内荧光成像系统检测每组大鼠的各个器官的荧光信号,明确Gen@MSN-D的体内骨靶向性。4.在12周龄SD大鼠股骨远端植入钛棒并注射金黄色葡萄球菌,构造植入物感染动物模型。将相同剂量的Gen@MSN-D、MSN、EN(伊诺沙星)、NS(生理盐水)腹腔注射4周后取材,通过钛棒表面微生物学分析、骨组织Micro-CT扫描、骨组织HE和TRAP染色,明确Gen@MSN-D在动物体内是否具抗感染及防治骨丢失的功效。结果:1.通过对Gen@MSN-D的表征数据的分析,证明成功将依诺沙星及ASP8骨靶向基团负载在MSN上,且Gen@MSN-D具有良好的药物负载率和缓释效应。2.体外一系列抗菌性能实验表明Gen@MSN-D在体外具有抗菌作用。3.体内活体荧光成像实验证明Gen@MSN-D在体内具有骨靶向性。4.通过钛棒表面的微生物学分析、股骨Micro-CT扫描、骨组织HE染色表明Gen@MSN-D在体内不仅有抗菌作用,而且可以抑制破骨细胞的活性从而减少骨丢失。结论:Gen@MSN-D是一种具有安全性,靶向性和缓释特性的新型药物传递系统,不仅具有优良的抗菌性能,而且可以防治骨丢失,为今后防治骨科植入物术后感染提供了新方法。