明胶—硅氧烷复合材料作为骨组织工程支架材料的制备与表征

摘要

骨缺损修复是长期以来困扰外科医生的一个棘手难题。目前，多采用自体骨嫁接或异体骨移植，或者广泛采用金属、陶瓷、高分子材料以及复合材料等各种人造骨替代材料的方法进行修复。虽然每一种材料及方法各有其特点，但在生物方面和力学功能上总是不尽人意。为了客服这些局限，人们开始运用组织工程的方法，研究可用于骨缺损修复的人工支架材料。 为了研制既有抗感染能力又有高效成骨活性的新型骨组织工程支架材料，本研究以明胶和硅氧烷为载体，复合庆大霉素，制备了具有局部药物缓释作用的复合支架材料，用于骨组织工程，并对其体外生物活性和药物释放特性进行了研究。本文的主要研究内容和结论如下： 1.选择天然高分子材料明胶与3-(环氧丙烷丙基)三甲氧基硅烷(GPSM)和Ca2+进行混杂，采用溶胶-凝胶和冷冻干燥等方法，制备了三维、多孔的明胶-硅氧烷复合支架材料，并考查了其生物活性。结果表明：(1)复合Ca2+的明胶-硅氧烷复合支架材料具有良好的孔隙结构，孔径为100μm左右；(2)可以通过预冷冻温度来控制支架材料的孔隙结构；(3)具有较高的生物活性，可望在骨组织工程中得到有效利用。 2.制备硫酸庆大霉素-明胶-硅氧烷复合支架材料，通过对各组分含量的优化，成功制备出了均相多孔载药支架材料。结果表明：(1)体外药物释放24h内释药量大，其后能维持一定时间的平稳释放；有效浓度维持时间在1周左右；(2)硫酸庆大霉素-明胶-硅氧烷复合支架材料有着良好的生物活性，硫酸庆大霉素的加入并没有降低材料的生活活性，反而使之增强，具有强大的诱导成骨作用。 3.采用沉淀法利用GPSM交联，硫酸钠作为沉淀剂，成功制备出硫酸庆大霉素-明胶-硅氧烷微球溶液，并研究不同实验条件对其微球大小的影响，通过透射电子显微镜研究了微球颗粒的粒径分布、形态、结构特征等。结果表明：1)微球颗粒粒径大小在300-500nm、呈规则球形；2)操作简单方便，而且微球在溶液中分布均匀。 4.制备复合缓释微球的明胶-硅氧烷-硫酸庆大霉素支架材料。用复合技术将硫酸庆大霉素负载于微球溶液与聚合物的结合体等药物载体系统上，对其的理化性能和生物活性进行测试，研究其体外释放特性。结果表明：(1)可起到缓释作用；释药速度降低，缓释效果良好；(2)具有良好的生物活性。 总之，本研究构建的明胶-硅氧烷-硫酸庆大霉素复合支架材料兼具抗感染和成骨的双重作用，能作为骨组织工程支架材料，另外，在开放性骨折骨缺损的治疗中也具有良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.骨组织介绍

2.骨缺损与修复

3.骨组织工程学简介

4.骨组织工程支架材料

5药物缓释系统在骨组织工程上的应用

6.本研究课题的提出

参考文献：

第二章明胶-硅氧烷复合支架材料的制备及表征

引言

1仪器与试剂

2实验方法

3结果和讨论

4本章小结

参考文献：

第三章复合硫酸庆大霉素的明胶-硅氧烷支架材料的制备及表征

引言

1仪器与试剂

2实验方法

3结果和讨论

4本章小结

参考文献：

第四章复合缓释微球的明胶一硅氧烷支架材料的制备及表征

引言

1仪器与试剂

2实验方法

3结果和讨论

4本章小结

参考文献：

全文结论及今后展望

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