壳聚糖微球增强矿化胶原涂层药物/生长因子承载和释放能力研究及生物学评价

【摘要】金属植入体涂层除了要求具有高生物学响应性外,还需具有良好的药物/生长因子的承载和释放能力,以期有优良的生物学环境,促进骨形成,从而加快骨整合过程。高生物学响应涂层由于其厚度薄且多孔,会限制药物的承载和产生快速的释放。在本研究中,我们基于矿化胶原薄层具有高生物学响应的特征,利用壳聚糖与药物良好结合力的特点,开展了将壳聚糖微球组装入多孔薄层提高药物承载能力和改善释放行为的研究,进行了生物学评价。主要获得的实验结果总结如下：壳聚糖微球组装增强抗菌药物承载和释放能力的研究：通过电化学沉积技术在钛基板上形成矿化胶原-壳聚糖微球涂层,壳聚糖微球可紧密地粘附在矿化程度较弱的胶原纤维上。由于壳聚糖微球与抗菌药物盐酸万古霉素(VH)有良好的结合力,1h的释放量从65%降低到了37.2%,涂层的爆发性释放得到了有效抑制。在96h后,涂层依仍有药物释放,说明具有较好的缓释性。抗菌实验也证明含VH的矿化胶原-壳聚糖微球涂层在短期和较长期有良好的抗菌效能。壳聚糖微球组装增强生物因子(BMP-2)承载和释放能力的研究：通过电泳注入法,将负载有生长因子rhBMP-2的壳聚糖微球注入到多孔矿化胶原涂层中,其微球存在于矿化胶原涂层的孔壁上。由于壳聚糖微球作用,rhBMP-2的承载量从446ng/cm2提高到了1186ng/cm2,提高了1.7倍。rhBMP-2在涂层中的释放期可达30天以上,显示出良好的缓释特性。由于rhBMP-2承载量有效的提高,体外细胞实验表明前成骨细胞的分化和矿化过程都得到有效地加速,动物体内实验表明8周拔出强度提高了30.16%,并且骨整合过程已基本完成。因此,壳聚糖微球在不影响矿化胶原涂层高生物学响应性的基础上可以显著改善其承载和释放的能力,使得矿化胶原涂层获得优良的抗菌和促进骨整合的效果。
【作者】孔子强；
【导师】翁文剑；程逵；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】矿化胶原涂层；壳聚糖微球；电化学沉积；抗菌；骨整合；

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