超支化星形两亲性SPLA-b-PDMAEMA聚合物的合成及其纳米微粒的制备与表征

摘要

磷酸钙骨水泥(CPC)因其具有良好的生物相容性和骨传导性,可任意塑形及固化过程放热小等诸多优点,被认为是一种良好的骨修复材料。但是磷酸钙骨水泥作为承重骨支架力学性能不足,而且只有微孔结构,降解速率太慢,限制了它的应用。因此对磷酸钙骨水泥进行改性研究具有很重要的现实意义。
　　 本论文将明胶微球(GMs)和α-半水硫酸钙粉末(α-CSH)添加到α-TCP骨水泥固相中制备骨水泥支架材料,在模拟体液(SBF)中进行水化反应。采用XRD、FT-IR、SEM、EDS及TEM等分析方法来表征水化产物的相组成和微观形貌,并测试骨水泥的固化时间和抗压强度。结果表明明胶微球的加入及加入量并没有影响水化反应和水化产物的相组成,主晶相是羟基磷灰石(HAp)；其中添加10wt％明胶微球的骨水泥支架的孔隙率为61％,抗压强度为4.5MPa,与之相比,添加20wt％明胶微球的骨水泥支架的孔隙率为74％,仅提高了21％,抗压强度为2.5MPa,下降了51％,可见微球含量超过10wt％的骨水泥支架孔隙率增幅不明显,但抗压强度下降很大,因此选择10wt％明胶微球添加到骨水泥固相中制备大孔支架材料。α-CSH的加入可缩短固化时间,其中含10wt％α-CSH的骨水泥支架其固化时间由34min缩短至19min,且孔隙率稍有提高；微观结构分析发现其水化产物HAp比较细小,并沿C轴生长成棒状晶粒,从而提高了固化体的抗压强度和韧性；能谱分析发现该体系的水化产物为缺钙型HAp,其钙磷比为1.60,而不加α-CSH的水化产物的钙磷比为1.66,低的钙磷比将加快材料的降解。
　　 在上述实验基础上,将包覆硫酸庆大霉素的明胶微球引入α-TCP／α-CSH复合骨水泥中,结果表明复合骨水泥的载药率为1.09％,与不载药骨水泥相比,固化时间、抗压强度和相组成都没有发生明显变化；体外释药结果表明该载药骨水泥具有良好的释药性,药物释放分为3个阶段,最初24h的突释,14d的匀速释放,累积释药量达到67％,之后趋于平缓,28d的累积释药量为78％,且该体系累积释药量与时间平方根成指数关系。