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骨肿瘤(bone tumor)是指发生在骨内或者起源于各种骨组织成分的肿瘤,其性质可分为良性和恶性。良性骨肿瘤治疗手段多以局部刮除植骨或者切除为主,如果切除彻底,预后良好。恶性骨肿瘤的主要治疗方法是手术切除结合化学疗法。有文献报道四肢恶性骨肿瘤的发病率大约为全部恶性肿瘤的1%,高致死率和高致残率使其成为危害人类健康的常见疾病之一。骨肿瘤手术切除后不仅造成了骨的生物力学缺陷,破坏了骨骼的连续性和完整性,而且无法完全清除局部的肿瘤细胞,这就为局部复发埋下了隐患。传统的全身性系统性化疗为提高化疗效果,有效杀伤肿瘤组织往往需要加大剂量,而大剂量的化疗药物必然带来全身一系列毒副反应,常常导致患者无法耐受,因此局部化疗成为一种较好的治疗手段,20世纪70年代,有学者提出了肿瘤局部缓释化疗的概念。受此启发,将化疗药物与植骨材料相结合制备出能够达到局部缓释效果的复合材料逐渐成为研究热点。高分子复合材料的发展为其带来了契机,聚乳酸-羟基乙酸聚合物(PLGA)是一种可生物降解的高分子材料,其具有良好的生物相容性和降解性,具有载药量大、药物缓释时间长以及降解时间可调等优点,β-磷酸三钙(β-TCP)同样具有良好的生物相容性,降解也很完全,其主要成分是构成骨的钙、磷,降解的同时可以为新骨的形成提供钙、磷等元素,促进新骨的形成。将PLGA与β-TCP结合成为骨修复一种理想的材料。本次实验将PLGA/β-TCP与甲氨蝶呤(MTX)复合制成抗肿瘤药物缓释材料,观察该材料在新西兰白兔桡骨骨缺损修复中的作用及材料的药物释放性能。1.MTX/PLGA/β-TCP复合体材料的制备将一定质量的PLGA溶解到其10倍质量的1,4二氧六环溶液之中,将其平均分为2份,称取PLGA等质量的β-TCP和2倍质量的氯化钠分别加入2份溶液,其中第2份溶液再加入β-tcp质量8%的mtx粉末,充分混匀,装填到模具之中,置入―4℃、―20℃及―80℃的超低温冰箱里逐渐冷冻各2小时,取出干燥,洗盐,再次置入冷冻干燥机中干燥48小时,取出放入4℃冰箱中保存备用。2.mtx/plga/β-tcp复合体材料的性能测试复合材料表面和内部呈多孔状,孔隙分布均匀,孔与孔之间相互贯通,孔的直径范围约为160-250μm,平均为199±22μm。材料的孔隙率为(86±3)%,具有良好的贯通性。mtx在pbs溶液中的线性拟合方程为:y=0.0455x-0.0009(r2=0.9986)。根据此方程可计算得材料的载药率为:(2.8±0.1)%,包封率为(71.5±3.0)%。材料的药物释放测定共观察12周,观察时间点为第1、3、5、7、14、21、28、35、42、49、56、63、70、84天,结果表明:材料药物释放过程较平稳,有一定的突释现象,前7天累积释放34%,到第14天累积释放48%。3.新西兰白兔桡骨远端骨缺损模型建立、材料植入、动物体内评价新西兰白兔40只,随机分为3组,第1组和第2组各10只,第3组20只,各组新西兰白兔在全麻下通过手术制造左前肢桡骨缺损,长度大约为8mm。第1组骨缺损不植入任何材料,第2组骨缺损部位植入plga/β-tcp材料,第3组植入mtx/plga/β-tcp复合材料,观察时间12周,通过一般情况、影像学观察、组织学观察、生物力学测定、骨形态计量学分析对所植入材料的成骨性进行评价,高效液相色谱法测定第3组实验动物在术后第4、8、12周外周血药浓度和局部血药浓度,评价所植入材料的药物释放性能。结果表明:手术后第4周和第8周,3组新西兰白兔行左上肢x线检查,以lane-sandhux射线评分标准进行评价,第1组(空白对照组)新西兰白兔骨缺损部位仍旧较明显,评分显著低于其它两组,第2组新西兰白兔(plga/β-tcp材料组)骨缺损部位的修复速度快于第3组新西兰白兔(mtx/plga/β-tcp材料组),相应的评分也较其高,说明两种材料在骨修复的效果上有差异,这可能和复合材料中荷载的抗肿瘤药物MTX有关,MTX对其周围组织具有一定的细胞毒性,延缓骨修复的进程。手术后第12周,再次行X线检查,第1组骨缺损仍存在,第2组和第3组新西兰白兔桡骨骨缺损部位均已完成修复,Lane-Sandhu X射线评分达到骨愈合水平,说明骨修复材料所荷载的MTX在修复的前中期对周围组织具有一定的细胞毒性,使组织修复延后,但经过骨愈合需要的标准时间后,仍然可以达到骨愈合的水平。手术后第12周组织学检查显示:第2组和第3组新西兰白兔骨缺损部位植入材料基本降解,新生骨组织间仅有少量材料残留,表明材料的降解性良好。骨形态计量学结果显示:第2组和第3组新生骨长入率分别为(90.9±1.8)%和(88.7±2.3)%,远远高于第1组的(10.1±2.2)%,而第2组与第3组比较并无显著性差异(P>0.05),修复标本的生物力学测定也表明了第2组和第3组骨缺损部位所植入不同材料成骨后在骨强度上无显著差别。手术后第4周、第8周、第12周对第3组新西兰白兔进行外周血药浓度检测,结果提示:外周血药浓度除第4周为0.23±0.05μg·ml-1,第8周和第12周均未检测出。手术后第4周、第8周、第12周,对材料周围10mm以内的肌肉组织进行药物浓度检测,结果提示:局部血药浓度呈下降趋势,第4周为5.27±0.46μg·ml-1,第8周下降为2.71±0.54μg·ml-1,第12周降至0.71±0.18μg·ml-1,该浓度仍然远高于MTX的最低有效浓度,表明MTX/PLGA/β-TCP材料在第12周时仍然能够有效释放MTX。