钛表面聚多巴胺、聚乙二醇、聚乳酸-聚羟基乙酸、异烟肼抗结核控释涂层的构建及生物学性能

• 作者: 彭明丽 李丹 李力韬 李大伟 杨飞 罗展鹏 赵冠人 顾苏熙 马云龙 马远征
• 来源期刊: 中华骨科杂志
• 关键词: 结核 异烟肼 乙二醇 迟效制剂
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 725-734
• 页数: 10页
• 字数: 7640字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2352.2016.11.010

摘要

目的构建钛金属表面聚多巴胺、聚乙二醇、聚乳酸-聚羟基乙酸、异烟肼抗结核控释涂层，评价其表面特征、体内外释药行为、体外抑菌性能及生物相容性。方法合成四臂巯基聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）；通过迈克尔加成反应在钛金属（titanium，Ti）表面构建聚多巴胺（poly dopamine，PDA）涂层；利用多孔淀粉及四臂巯基PEG水凝胶负载异烟肼（isoniazid，INH），通过浇铸法或浸渍-提拉法附着于PDA涂层表面，同法再覆盖一层聚乳酸-聚羟基乙酸[poly lactic?co?glycolic acid，PLGA]，制成Ti?PDA?PEG?PLGA?INH复合涂层；核磁氢谱图（proton nuclear resonance spectroscopy, HNMR）表征四臂巯基PEG末端官能团；扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）观察其表面特征，高效液相色谱法（high per?formance liquid chromatography，HPLC）检测Ti?PDA?PEG?PLGA?INH的体外释药行为，并进行体外抑菌实验。取25只新西兰大白兔制作股骨髁骨缺损模型，植入表面构建PDA?PEG?PLGA?INH的钛棒，采用HPLC法于术后检测静脉血以及植入材料周围肌肉组织、骨组织中INH浓度。另取12只兔随机分为实验组和对照组，实验组于背部椎旁肌内及左侧股骨髁分别植入表面构建PDA?PEG?PLGA?INH的钛片和钛棒；对照组于相同部位植入空白钛片及钛棒，术后通过病理组织学观察材料的体内生物相容性。结果 Ti?PDA?PEG?PLGA?INH控释涂层在钛金属表面均匀铺展，呈半透明状，表面光滑。体外药物释放前8 h突释明显，累积释放量占总药量65%，第9天时累积释放量达90%，随后释放趋于平缓，总释放周期达20 d以上。体内释药实验显示材料植入后兔静脉血、材料周围肌肉及骨组织中INH浓度平稳上升，于第28天左右达最高峰；且在第56天时肌肉及骨组织中INH浓度仍高于最低抑菌浓度；体外抑菌实验显示构建Ti?PDA?PEG?PLGA?INH控释涂层的钛片周围形成明显抑菌环。体内生物相容性实验显示材料植入4周后肌纤维间及骨组织周围可见少量炎细胞浸润，材料周围形成疏松纤维包膜结构；植入8周后未见明显炎性细胞浸润，纤维包膜更为致密，并明显增厚。结论成功构建Ti?PDA?PEG?PLGA?INH抗结核控释涂层，体内、外均具有合理的释药行为，体外对结核分枝杆菌具有良好的抑菌效果，生物相容性良好，是一种有潜力的脊柱结核局部药物控释体系。