炎症响应型聚氨酯膜的表面修饰方法及响应性抗炎效果

摘要

局部炎症导致的异位骨化是目前治疗颈椎病中全人工间盘置换术中最常见的并发症，其中口服抗炎药是目前治疗异位骨化最常用的方法，由于不能达到靶向可控释放，因而存在很多毒副作用。本课题基于炎症组织中，会有大量的胆固醇酯酶产生，利用该酶对酰胺键及酯键有选择酶解作用，选用聚碳酸酯型聚氨酯为基体，以吲哚美辛为抗炎药，通过将药物以酰胺键或酯键化学结合在聚氨酯表面，实现酶响应的可控药物释放，制备炎症响应型材料，从而克服不同患者炎症发生时间及严重程度不同的临床差异。
　　首先设计通过酰胺键将药物接枝到聚氨酯表面。利用二苯基甲烷二异氰酸酯，聚乙烯亚胺，依次在聚氨酯表面引入异氰酸酯基和氨基，利用EDC/NHS催化，将药物通过酰胺键接枝到聚氨酯表面。采用溴酚蓝，茚三酮，SEM，EDS等测试，确定各步成功反应上，得到最佳反应条件及最高药物接枝量。药物释放实验，采用HPLC测试有无酶的药物释放量，发现没有酶响应性释放效果。经过实验验证及文献调研，采用酰胺键的接枝方案不可行。
　　之后设计通过酯键将药物接枝到聚氨酯表面。将药物吲哚美辛与N-羟乙基丙烯酰胺进行酯化反应，采用红外和核磁测试，证明获得产物IDCM单体。将IDCM单体进行聚合，采用GPC测试，证明获得poly(IDCM)。poly(IDCM)做酶切实验，采用HPLC和质谱测试，发现以酯键为切割位点，切下的吲哚美辛结构不变，证明胆固醇酯酶对酯键敏感，为药物通过酯键接枝到聚氨酯表面提供基础。将IDCM单体通过水凝胶的形式加载在聚氨酯表面，采用SEM观察表面载有水凝胶层的聚氨酯膜，证明IDCM单体引入到凝胶中，但凝胶层与聚氨酯膜之间的作用力比较薄弱，较易脱落，故需进一步改进。通过炎症模型测试，发现载药膜片相较无载药膜片，存在抑制炎症因子的效果，但需进一步实验，以期实现研究目的。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 全人工间盘置换术(Total artificial disc replacement，TDR)

1．2 异位骨化(Heterotopic Ossification，HO)

1．2．1 全人工间盘置换术并发症之一：异位骨化

1．2．2 异位骨化的发病因素：局部炎症

1．2．3 目前预防抑制HO的方法及缺陷

1．3 人工椎间盘制备材料-聚碳酸酯型聚氨酯

1．4 聚氨酯载药

1．5 刺激响应型药物控释体系的研究进展

1．6 生物材料表面改性

1．7 本课题的研究内容

第二章 实验设计及表征方法

2．1 实验原料与试剂

2．2 实验仪器与设备

2．3 通过酰胺键实现药物接枝实验制备方法及过程

2．3．1 实验思路

2．3．2 聚氨酯表面改性过程具体实验操作

2．3．3 聚氨酯表面接枝异氰酸酯基(-NCO)含量测试

2．3．4 聚氨酯表面接枝多层PEI含量测试

2．3．5 聚氨酯表面接枝药物IDCM含量测试

2．3．6 胆固醇酯酶(CE)活性判断

2．4 通过酯键实现药物接枝实验制备方法及过程

2．4．2 poly(IDCM)高分子前药

2．4．3 胆固醇酯酶对酯键敏感程度的测试

2．4．4 试验方案1

2．4．5 试验方案2

2．4．6 试验方案3

2．5 炎症响应型聚氨酯膜的性能测试及表征方法

2．5．1 扫描电子显微镜(SEM)

2．5．2 傅利叶变换红外光谱(FT-IR)分析

2．5．3 能谱仪(EDS)

2．5．4 凝胶渗透色谱仪(GPC)

2．5．5 表面接触角测定

2．5．6 质谱仪测试

2．5．7 药物释放实验

2．5．8 炎症模型搭建及测试

第三章 炎症响应型聚氨酯膜的制备与性能研究

3．1 引言

3．2 通过酰胺键实现药物接枝实验制备方法及过程

3．2．1 聚氨酯表面异氰酸酯基(-NCO)含量测定

3．2．2 聚氨酯表面氨基(-NH2)含量测定

3．2．3 聚氨酯表面药物接枝量测定

3．2．4 各步反应获得聚氨酯膜片的相关表征

3．2．5 药物释放实验

3．2．6 问题排查

3．2．7 小结

3．3 通过酯键实现药物接枝实验制备方法及过程

3．3．1 IDCM单体制备

3．3．2 poly(IDCM)高分子前药

3．3．3 胆固醇酯酶对酯键敏感程度的测试

3．3．4 表面改性方案1

3．3．5 表面改性方案2

3．3．6 表面改性方案3

3．3．7 炎症模型测试

3．3．8 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及文章

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