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骨关节结核(Osteoarticular TB)是最常见肺外结核之一,其发病率近年来逐年增高,但治疗效果不甚理想。研究表明实施病灶清除术后遗留的骨缺损能否有效重建,在手术治疗骨关节结核中发挥着至关重要作用,决定着手术治疗骨关节结核成败与否。现有骨缺损修复材料如自体骨、同种异体骨、钛网(titanium mesh)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)骨水泥等均存在各自不足,制约了手术治疗骨关节结核发展。因此,开发理想的骨结核缺损修复材料迫在眉睫。外消旋聚乳酸(Poly-DL Lactic Acid, PDLLA)和纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite, nHA)是最具潜力的两类骨修复材料和药物转运系统(drug delivery system, DDS)载体材料,被广泛应用于生物医学多个领域。利福平(Rifampin,RFP)为一线抗结核药物。本课题中,我们在转化医学理念指导下,针对结核性骨缺损特点,利用溶剂挥发法成功设计并制备出载RFP多孔复合物(RFP/PDLLA/nHA复合物),并对其相关性能进行了重点研究,探索了其在结核性骨缺损治疗领域的临床应用潜能。本论文研究内容主要包括以下五个方面：1.多孔RFP/PDLLA/nHA复合物制备及表征。以RFP、PDLLA、nHA为原料,利用溶剂挥发法制备出海绵状疏松多孔RFP/PDLLA/nHA复合修复材料。以孔隙率(porosity)、载药量(drug loading,DL)、包封率(Entrapment efficiency, EE)、成型情况等综合判断优化制备工艺,筛选出最佳原料配比(wt.%)为RFP:PDLLA: nHA=2:10:1.此比例下,孔隙率为83.35+1.50%,RFP包封率高达76.77+0.82%,总载药量高达12.82±0.14%。X射线衍射(X-ray differaction, XRD)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscope, FTIR)证实制备前后未发生明显物象改变,未引入新杂质。2.多孔RFP/PDLLA/nHA复合物降解、药物释放特性研究。实验发现该复合物具备优良降解性能和药物缓释特性,降解过程中可见明显孔壁结构塌陷,大量降解小孔形成。复合物体内外降解失重率(weight loss ratio, WLR)均明显快于纯PDLLA材料；其在体外存在短暂药物爆释现象,随后可维持稳定释放12w以上；其体外累积释药分数(cumulative release percentage, CRP)与失重率高度相关,存在明显线性关系：Y=11.63+0.9549*X (R2=0.9836, SD=1.17, n=12)。3.多孔RFP/PDLLA/nHA复合物生物安全性研究。细胞安全性实验证实其对MC3T3-E1细胞无明显细胞毒性；其与多孔PDLLA/nHA材料均具备良好细胞适应性。通过将复合物植入昆明小鼠体内初步探讨其组织相容性,结果提示该复合物具备良好组织相容性；小鼠手术切口愈合可,生存状态良好,病理学观察表明其并未诱发严重急性炎症及排斥反应。材料周围IL-6、TNF-a表达含量早期轻度升高,但存在迅速下降,向组织修复期快速转变趋势。4.多孔RFP/PDLLA/nHA复合物骨诱导性探讨。采用将材料与MC3T3-E1细胞诱导分化培养的方式,初步探讨其体外骨诱导性。实验发现多孔RFP/PDLLA/nHA组中MC3T3-E1细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)以及Ⅰ型胶原(Collagen-I, COL-I)表达量显著高于同期多孔RFP/PDLLA材料。结果表明多孔RFP/PDLLA/nHA复合物能显著加快诱导MC3T3-E1细胞向成熟成骨细胞(osteoblast, OB)分化,具备优良的体外骨诱导性。5.多孔RFP/PDLLA/nHA复合物抗结核性能研究。采用材料与结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis, M. tuberculosis)共培养的方式,结合MicroMGITTM荧光判读仪、抗酸染色、金胺“O”染色(auramine O fluorescent dyes),流式细胞仪(flow cytometry, FCM)多种手段探讨了多孔RFP/PDLLA/nHA及PDLLA/nHA两种复合材料体外抗结核性能,结果表明前者具备优良抗结核性能,通过药物释放能有效杀灭M. tuberculosis;而后者则可与M. tuberculosis友好相处。实验同时发现FCM用于生物医用材料功能化、安全性评价操作简便、准确率高,值得推广。上述结果表明多孔RFP/PDLLA/nHA复合物作为结核性骨缺损修复材料具备一定临床应用潜能；但其在活体内作用效能有待深入探讨,材料特性对产物性能影响的具体机制亦有待进一步研究。本论文成功实施,为治疗骨关节结核提供了新选择,亦为骨科其他类似疾病研究提供了新设计灵感。