搭载溶葡萄球菌酶羟基磷灰石/壳聚糖复合材料研究

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金黄色葡萄球菌是血源性骨髓炎的主要致病菌,抗生素的滥用导致耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)不断出现,并呈现多重耐药性。溶葡萄球菌酶是一种新型高效杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的生物酶,体外抗MRSA的活性优于常见的抗生素。为了实现溶葡萄球菌酶的可控释放,需要一种具有生物相容性的载药材料。羟基磷灰石是人体骨骼的主要成分之一,初步的研究证明羟基磷灰石具有良好的载药特性。但是羟基磷灰石具有较强的蛋白吸附能力,导致搭载的溶葡萄球菌利用率低,释放时间短暂。本研究采用共沉淀的方法合成纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合材料,按照羟基磷灰石(HA)与壳聚糖(CS)的重量比(80/20,70/30,60/40,40/60)制备羟基磷灰石/壳聚糖复合材料。我们对材料的理化特性,体外释放和生物相容性分别加以检测,以确定HA/CS的作为载药材料的特性在理化性质检测的实验中,通过检测复合材料的固化时间、抗压强度、红外光谱、X射线衍射、浸出液pH等,了解材料的理化性质,检测结果表明共沉淀方法合成的复合材料混合均匀,固化时间符合载药材料的时间标准,红外光谱和X射线衍射表现出羟基磷灰石与壳聚糖较好的融合性体外释放实验显示,60/40 HA/CS复合材料表现出最高的酶的释放率87.4%,并且可以持续120h。与复合材料相比,单独的羟基磷灰石搭载溶葡萄球菌酶释放率较低,只有6.6%。证明复合材料体外的释放行为优于单独的羟基磷灰石生物相容性检测中发现,虽然14%wt ZnO有助于提高抗压强度,但是不利于成骨细胞的生长。MC3T3-E1细胞在材料表面变为球形,证明细胞已经死亡,因此过量的ZnO不利于细胞的生长。而添加材料换为CaO后,抗压强度虽然不及ZnO,但是能够达到适宜的pH,而且细胞能够在表面上良好的生长,证明加入CaO的复合材料具有良好的生物相容性。因此羟基磷灰石/壳聚糖复合材料具备良好的生物相容性,而且共沉淀的方法使得材料混合均匀,能够实现溶葡萄球菌酶的可控释放,释放的时间达到120个小时,显示出在骨损伤和骨感染中的应用潜力。
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