PLGA微球包埋药物的稳定性及释放研究的新进展

乳酸-乙醇酸共聚物[poly(lactide-co-gly-colide),PLGA]是一种前景良好的可降解合成高分子材料,作为缓释给药系统的基体材料被广泛研究。这主要基于其优异的生物相容性、可调控的生物降解性,以及已被欧美药监局批准等优点。微球缓释给药可延长药物的半衰期,增加临床治疗效果,在医药行业和生物材料领域备受推崇。药物的稳定性和释放动力学特征是微球研究中的两个关键问题,也主导着临床治疗的效果。围绕最近两年关于PLGA微球所载药物的稳定性及释放动力学的研究报道,结合本课题组在PLGA微球加载骨生长因子(人重组骨形态发生蛋白rhBMP-2及其相关多肽)方面的工作作一个综述。同时,总结了现有国内外主要的PLGA微球产品,展望了微球载药体系的前景。

离心—冷冻法制备梯度孔结构的真皮支架

胶原基真皮支架的结构和性能受多方面因素影响,比如除胶原外的其他主要材料、支架的孔径和孔隙率以及交联度等.采用离心—冷冻法结合冷冻干燥法制备梯度孔结构的真皮支架,表征支架的孔径和孔隙率,并以细胞培养检验其生物相容性,其中采用扫描电镜对上中下3部分支架结构及孔径进行表征,并通过细胞培养生长实验检测该支架材料的细胞粘附性能,以达到表征离心力的影响.结果显示,离心力对支架的微观结构产生了影响,支架的致密程度从下到上有明显的不同,具体表现在孔径上:上层孔径52±27.8μm,中层孔径57±8.7μm,下层孔径49±40.4μm.同时,细胞粘附实验表明,致密的下层更适合细胞的粘附生长.

睫状神经营养因子缓释微囊的制备及表征

背景:睫状神经营养因子眼部给药非常困难且药物生物利用度较低,需要长期连续给药,为解决这一问题,可将其包封在选择性透过膜中形成微囊,利用膜的选择透过性释放囊内的生物活性物质或活体细胞分泌的生物活性分子和小分子代谢产物。目的:制备具有特殊结构的睫状神经营养因子缓释微囊。方法:将聚醚砜中空纤维膜的一端用医用胶紫外光固化封口,再将睫状神经因子从另一端注入聚醚砜微囊中,并用医用胶紫外光固化封口,制得睫状神经营养因子缓释微囊。将缓释微囊浸提液与小鼠成纤维细胞L929共培养,考察微囊的细胞毒性;将小鼠视网膜色素上皮细胞与缓释微囊共培养,考察细胞在缓释微囊表面的黏附性;将睫状神经营养因子缓释微囊浸泡在生理盐水中考察其降解性;同时考察在聚醚砜中空纤维囊中免疫球蛋白IgG和睫状神经营养因子的体外释放行为。结果与结论:睫状神经营养因子缓释微囊的内径约为398μm,壁厚约为145μm,囊壁的外层由疏松大孔构成,内层呈现许多微小的囊孔,孔径约10 nm,在生理盐水中4个月基本无降解,具有良好的细胞相容性。聚醚砜中空纤维囊对蛋白的释放具有选择透过性,能选择性释放睫状神经因子,有效阻隔球状抗体IgG。同时,缓释微囊改善了以往给药体系的突释行为,睫状神经营养因子只在中间阶段呈现较小程度的突释,然后呈现平稳释放。

肝组织工程支架评价方法研究

目的:以人肝细胞系HepG2作为种子细胞,建立一种细胞支架评价方法,为肝组织工程筛选合适支架。方法:将HepG2细胞接种在生物可降解聚合物支架——聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、壳聚糖(3%CS)和丝素(2%SF)上,体外常规培养;采用四唑盐(MTT)比色法、HE染色和尿素氮检测试剂盒对接种在支架上HepG2细胞的生长、分布及功能情况进行检测。结果:培养在3种支架上的HepG2细胞均维持增殖状态,相比之下,丝素支架上的细胞增殖较快,而PLGA和壳聚糖支架上的细胞增殖相对缓慢;培养至第7d时,组织学检测显示丝素支架上的HepG2细胞分布均匀,数量最多;而在PLGA和壳聚糖支架上只能发现少量细胞;细胞功能检测显示丝素和PLGA支架上的尿素合成能力下降缓慢,而壳聚糖支架上的尿素合成能力快速下降。结论:3种支架均具有比较好的生物相容性;相比较而言,丝素更适合作为肝组织工程支架;该方法可用于批量筛选肝组织工程支架。

改性化学交联脱细胞真皮基质材料的生物相容性

背景:脱细胞真皮基质存在降解速率较快且不可调控、力学性能不佳等天然材料固有的缺点,对其进行戊二醛交联改性是常用到的改善措施,然而戊二醛本身具有较大的细胞毒性,会影响脱细胞真皮基质的生物相容性。目的:利用甘氨酸中和封闭戊二醛分子中未参与反应的醛基,改善脱细胞真皮基质材料的生物相容性。方法:对脱细胞猪真皮基质依次进行戊二醛改性、甘氨酸中和处理,作为实验组,以单纯戊二醛改性的脱细胞真皮基质为对照,利用DNA试剂盒检测实验组样品的DNA残留量。将未交联脱细胞猪真皮基质与实验组、对照组样品浸泡于胶原酶溶液中,观察材料降解情况。分别以细胞培养基、高密度聚乙烯材料浸提液、实验组样品浸提液与对照组样品浸提液培养小鼠成纤维细胞,培养24h后,采用MTT法检测细胞增殖率。将小鼠成骨细胞分别接种到实验组与对照组样品膜表面,培养7d后,共聚焦显微镜下观察细胞状态。将实验组与对照组样品膜片分别植入新西兰兔(深圳市医疗器械检测中心提供)皮下,2周后取试样及其周围组织,进行苏木精-伊红染色观察。动物实验经深圳市医疗器械检测中心伦理委员会审批。结果与结论:(1)实验组样品DNA残留量为(3.12±0.7)μg/g;(2)酶解8 h,实验组与对照组样品的失重率无显著差异,为18%-21%,未进行戊二醛交联脱细胞猪真皮基质的失重率为100%;(3)实验组与对照组样品浸提液中小鼠成纤维细胞的增殖率分别为98.1%,90.3%,细胞毒性均为1级;(4)实验组膜片表面的小鼠成骨细胞繁殖旺盛,分布较为均匀,细胞骨架铺展较为充分;对照组膜片表面的成骨细胞数量较少且细胞团聚在一起,细胞骨架未充分铺展开;(5)植入皮下2周后,两组膜片的胶原纤维结构均基本完整且清晰可见,实验组植入部位周围组织炎症反应轻微,对照组炎症反应较为严重;(6)结果表明,甘氨酸封端可在保证降解性能的前提下,提高戊二醛交联改性脱细胞真皮基质材料的生物相容性。

静态顶空气相色谱法测定脱细胞基质类产品中有机溶剂残留量

开发了一种快速准确检测脱细胞基质类产品中有机溶剂残留的顶空气相色方法,即先将脱细胞基质类待测样品在密闭的顶空瓶中用1mol/L硫酸在75°C下完成酸解,然后再用静态顶空气相色谱法检测其中的有机溶剂残留量,并对该检测方法进行系统的方法学验证。结果表明,正己烷与丙酮分离度良好,正己烷和丙酮分别在0.5~100μg/5mL与5.0~1000μg/5mL浓度范围内呈良好的线性关系,线性相关系数(R2)分别为0.9997和0.9995,定量限分别为0.5μg/5mL与4.0μg/5mL,回收率为93.9%~102.01%,相对标准偏差(RSD)为1.55%~2.89%。该方法灵敏度高,重现性好,适用于脱细胞基质类医疗器械产品中有机溶剂残留的检测分析。

不同三维多孔结构对人工真皮血管化速率影响的实验研究

目的探索定向排列的三维多孔网状(A型)结构和蜂窝煤状垂直贯穿的三维多孔网状(B型)结构对人工真皮血管化速率的影响。方法采用实验研究方法。本研究中的人工真皮为硅胶层和支架层双层结构,根据支架层结构不同,分为含A型结构和B型结构的人工真皮(以下分别简称A型真皮、B型真皮),其中的A型结构和B型结构分别采用梯度冷冻干燥技术和物理制孔技术制得。采用扫描电镜观测2种真皮支架的微观形貌。采用比重瓶法测定2种真皮支架的孔隙率。参照国家医药行业标准中的方法,于降解4、8、13、24 h测定2种真皮降解液及残留物中羟脯氨酸的含量,反映2种真皮降解率。取L929细胞,按照随机数字表法分为A型真皮组、B型真皮组、阴性对照组、阳性对照组,阳性对照组加入含体积分数5%二甲基亚砜的MEM培养基,阴性对照组加入高密度聚乙烯浸提液,其余2组加入相应的浸提液培养24 h,采用噻唑蓝试剂测定细胞增殖率,并对细胞毒性进行定级。取L929细胞和人脐静脉内皮细胞(HUVEC),接种于预先置有2种真皮的孔板。接种后1、4、7、14 d,采用免疫荧光法检测L929细胞在2种真皮支架表面的黏附生长状况。接种后7 d,采用免疫荧光法和苏木精-伊红(HE)染色法检测前述2种细胞长入2种真皮支架的情况。在3只6个月龄雄性巴马小型猪背部两侧各制作3个5.0 cm×5.0 cm的全层皮肤缺损创面,6列创面按照随机数字表法分为A型真皮两步法组、B型真皮两步法组和B型支架一步法组。A型真皮两步法组和B型真皮两步法组的创面分别先行A型真皮或B型真皮移植后,再行自体刃厚皮片的移植,B型支架一步法组的创面行B型真皮(揭除硅胶层)+自体刃厚皮片一步法移植。大体观察Ⅱ期术后7 d A型真皮两步法组和B型真皮两步法组及Ⅰ期术后14 d B型支架一步法组的猪背创面出血、渗液和感染情况。同时,采用透明胶片网格法测定自体皮移植面积并计算其存活率。Ⅰ期术后4、7、14 d,HE染色法检测3组猪背创面中支架的炎症细胞、成纤维细胞(Fb)和毛细血管浸润情况。Ⅰ期术后7 d,免疫组织化学法进一步检测3组猪背创面中支架的血管化情况。Ⅰ期术后28 d、3个月,HE染色法检测A型真皮两步法组和B型支架一步法组猪背创面中支架的降解情况。对数据行单因素方差分析、独立样本t检验、Bonferroni校正。结果A型真皮支架表面均匀分布着大量圆形和椭圆形的微孔,纵切面可观察到柱状孔壁大体呈平行定向排列;B型真皮支架表面的蜂窝煤状贯穿大孔呈矩阵有序排列,纵切面蜂窝煤状贯穿孔的孔壁由微孔相互连通成网络结构。A型真皮支架的孔隙率为(93.2±0.7)%,与B型的(95.9±1.0)%相近(t=4.653,P>0.05)。A型真皮在4、8、13、24 h的降解率与B型真皮对应时间点的降解率相近(t=0.232、0.856、0.258、7.716,P>0.05)。培养24 h,A型真皮组、B型真皮组、阴性对照组L929细胞的增殖率显著高于阳性对照组(t=2393.460、2538.270、1077.770,P<0.01);阳性对照组细胞毒性评级为4级,其余3组为0级。接种后1、4、7、14 d,L929细胞和HUVEC在2种真皮支架中均呈时间依赖性增殖;且2种细胞在B型真皮上的黏附生长、增殖速率高于A型真皮。接种后7 d,L929细胞和HUVEC均已长满B型真皮支架层且至硅胶层一侧;而前述2种细胞向A型真皮内部迁移速度较慢,硅胶层一侧仅见少量细胞。Ⅱ期术后7 d A型真皮两步法组和B型真皮两步法组及Ⅰ期术后14 d B型支架一步法组创面均未出现出血、渗液、感染等情况;3组各6个创面的自体皮植皮存活率均为100%。Ⅰ期术后4、7、14 d,炎症细胞、Fb、毛细血管等逐渐向创面的支架层浸润,且细胞浸润速率从高到低依次为B型支架一步法组、B型真皮两步法组、A型真皮两步法组。Ⅰ期术后7 d 3组创面中支架的血管化速率从高到低依次为B型支架一步法组、B型真皮两步法组、A型真皮两步法组。B型支架一步法组猪背创面中的支架在术后28 d逐渐溃散,术后3个月完全降解;A型真皮两步法组猪背创面中的支架降解情况与前述相似。结论与A型结构相比,B型结构可加速人工真皮支架血管化进程,利于联合自体刃厚皮一步法移植修复猪全层皮肤缺损创面。一步法移植的效果与分次移植人工真皮与自体刃厚皮的两步法一致,可为创面治疗提供更优选择。