新型抗结核多孔磷酸钙骨水泥缓释载体的制备与性能研究附视频

[目的]制备一种新型抗结核多孔磷酸钙骨水泥缓释载体,研究其体内外性能。[方法]复乳溶剂挥发法制备利福平-聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物微球(利福平-PLGA微球),测定载药量,包封率并行体外缓释实验。将微球以10%、20%、30%(W/W)的比例分别与磷酸钙骨水泥(CPCs)复合,制备载有利福平-PLGA微球的多孔磷酸钙骨水泥,测定材料的孔隙率及抗压强度,筛选出合适比例。将材料的浸提液与Wistar大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)共培养,以MTT法测定增殖率,成骨能力以试剂盒检测碱性磷酸酶的水平。将利福平-PLGA微球-CPCs(实验组)及利福平-CPCs(对照组)分别制成相同直径的圆柱状试件,分别植入新西兰大白兔的双侧股骨髁中,于术后2、4、8、12周取植入区旁的髁旁肌,高效液相色谱法测定局部组织药物浓度。术后12周取各组骨标本行组织切片观察,评价材料降解情况及骨组织生长情况。[结果]10%、20%、30%利福平-PLGA微球-磷酸钙骨水泥试件的总孔隙率,大孔率和抗压强度分别为(54.76±1.31)%、(13.67±1.62)%、(11.89±0.96)MPa;(63.76±1.35)%、(23.87±1.67)%、(4.8±0.68)MPa;(72.97±1.10)%、(37.87±2.08)%、(1.03±0.65)MPa。rBM-SCs在利福平/PLGA微球/磷酸钙骨水泥复合材料上生长较好,细胞增殖及碱性磷酸酶水平与空白对照组有明显差异(P<0.05),依据生物材料细胞毒性实验琼脂覆盖法测定材料细胞毒性为0-Ⅰ级。利福平缓释效果优于利福平-CPCs组(P<0.05),且利福平-PLGA微球-CPCs能在较长时间内保持在利福平的最低抑菌浓度(MIC)10倍以上。利福平-PLGA微球-CPCs试件植入体内12周时,材料降解明显快于利福平-CPCs试件组,实验组材料植入区的骨长入率为(84.56±1.47)%,明显高于对照组的(10.56±1.34)%(P<0.05)。[结论]利福平-PLGA微球可显著提高磷酸钙骨水泥的孔隙率促进其降解,微球降解形成互相连通的大孔隙(>50μm)显著提高了骨细胞的长入率,从而加速CPCs降解;同时利福平药物能较长时间缓释,在结核病灶局部能长时间维持有效的抗结核药物浓度,有望达到有效降低骨结核术后复发率的目的,可用于结核性骨缺损的修复与骨重建。