新型载异烟肼仿生矿化骨胶原支架的构建及其成骨性能研究

研究背景:脊柱结核是发病率最高的肺外结核,常导致的骨质破坏,且局部感染难以控制,愈合缓慢,致残率高,严重影响患者生活质量。目的:构建一种新型载异烟肼仿生矿化骨胶原植入体,让药物在局部能长效缓慢释放,并且促进骨质的生成。我们构建了支架,并对支架在体内药物缓释性能、降解性能及成骨性能进行评价。方法:以Ⅰ型胶原、纳米羟基磷灰石(Nano hydroxylapatite,n HA)为原料,模拟骨组织的仿生矿化,通过分子共沉淀技术,构建一种新型载异烟肼胶原支架。将支架溶于PBS中,通过紫外分光光度计测定吸光度,计算出药物的量,从而计算支架的tick endosymbionts载药量和包封率。通过X射线衍射(XRD)的物象分析测定载异烟肼支架中的无机成分;通过场发射扫描电镜(SEM)扫描支架,在纳米级的尺度上观察支架的微观结构;将骨胶原支架植入小鼠皮下,术后每周处理3只老鼠,取出支架,检测支架在体内的降解程度和药物缓释量;取SD大鼠造临界骨缺损模型,实验组老鼠用支架进行修复,对照组不植入,一段时间后通过Micro-CT、HE染色和免疫组化等技术对样本进行检测,分析支架的生物相容性和成骨情况。结果:利用仿生矿化自组装原理制备载异烟肼胶原支架,支架载药量和包封率分别为(6.25±0.48)%、(65.54±2.34)%;将支架用XRD进行分析,晶面(002)、(211)、(112)、(300)、(222)、(213)、(004)处出现了特征性衍射峰,衍射峰与n HA标准卡片(JCPDS73-0432)相符,说明在制备支架的过程中https://www.selleck.cn/products/azd6738.html物相没有发生改变,主要无机成分为n HA;扫描电镜对材料进行检测,可见支架呈现疏松的多孔结构。取出皮下支架检测,Navitoclax临床试验在第1周,支架中药物释放量达到(16.31±6.38)%,在第12周达到(72.56±7.29)%,可见支架中的药物能在小鼠体内缓释长达12周以上。支架在小鼠体内也具有良好的降解性能,在第12周降解率达到(64.50±6.05)%。在造模术后第12周,取大鼠的心脏、肝脏、肺脏和肾脏等组织,做成石蜡切片,然后进行HE染色,检测组织学变化,可见无明显毒副作用,支架具有良好生物相容性。术后6周和12周分别取大鼠颅骨用MicroCT进行检测,并对相关参数进行分析,图像显示第6周对照组的颅骨缺损边缘有少量成骨,实验组的圆形骨缺损在边缘和中间均有骨质生成;在第12周有实验组新生骨质几乎覆盖了整个缺损部位,只有少量的孔隙,对照组沿着边缘生有一些成骨,但是中间还存在大块的缺损;骨密度、骨表面积、骨体积和骨体积分数显示,实验组与对照组相比具有显著性差异。HE染色结果显示,骨缺损处有较多软组织和新生血管生成,统计分析显示,实验组新生血管书高于对照组,结果具有显著性差异。免疫组化的结果显示,支架组可见OCN和BMP-2蛋白表达明显增高,对照组只有少量的表达。用Image J软件进行光密度分析并统计,结果显示,支架组的骨缺损部位OCN和BMP-2的表达量明显高于对照组,统计结果具有显著性差异。结论:我们构建出了载异烟肼的胶原支架。通过体内实验研究发现,支架中的药物能长效进行缓释,并且具有良好的降解性。用支架修复骨缺损,研究发现支架具有良好的生物相容性和成骨性。