聚三亚甲基碳酸酯/聚乳酸/羟基磷灰石复合微球的制备、表征及性能

针对聚乳酸(PLA)存在脆性高、韧性差、降解产物酸性较高等缺陷,聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)具有机械性能较差等问题,以质量比为1:1的PTMC与PLA为基材,采用共混改性方法,羟基磷灰石(HA)为改性剂,研制PTMC/PLA/HA复合材料,进一步采用喷雾干燥法制备PTMC/PLA/HA复合微球。结构表征结果表明,成功制备了PTMC/PLA/HA复合微球;性能测试结果表明,PTMC/PLA/HA复合微球颗粒均匀、分散性好,平均粒径为5.2~7.7μm,热稳定性高且热稳定性能随着HA含量的增加而先升高后逐渐降低。

聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架修复大鼠骨缺损

背景:目前单一支架材料难以满足骨组织工程的成骨需要,多种材料组合的微球支架可以扬长避短,具有巨大的应用潜力。目的:探究新型复合材料聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架在动物体内的生物相容性、降解性及骨诱导性。方法:制备β-磷酸三钙骨水泥与聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架。将18只雄性SD大鼠按体质量分层随机分为3组,空白对照组双侧股骨缺损处不植入任何材料,对照组双侧股骨缺损处植入β-磷酸三钙骨水泥,实验组双侧股骨缺损处植入聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架,每组6只。术后4,8,12周,取出双侧股骨进行苏木精-伊红染色、Masson染色及骨钙素免疫组化染色。结果与结论:①苏木精-伊红染色与Masson染色:术后4周时,空白对照组骨缺损处由纤维组织包绕,大量炎性细胞聚集;对照组材料大部分降解,由纤维组织包绕,材料边缘有少量新生骨基质、骨小梁形成,周围有少量炎性细胞;实验组材料无明显降解,由纤维组织包绕,材料边缘有少量新生骨基质、骨小梁形成,周围有少量炎性细胞。至术后12周时,空白对照组骨小梁形态规则,彼此连接,无炎性细胞;对照组材料完全降解,骨小梁形态规则,形成厚的板层状,无炎性细胞;实验组材料部分降解,骨质增多、致密,无炎性细胞。②免疫组化染色:随着时间的延长,对照组骨缺损处骨钙素表达呈先升高后降低的趋势,空白对照组、实验组骨钙素表达呈逐渐升高趋势,对照组、实验组各时间点的骨钙素表达均高于空白对照组(P<0.05),实验组术后12周的骨钙素表达高于对照组(P<0.05)。③结果表明:聚三亚甲基碳酸酯/β-磷酸三钙微球支架具有较好的生物相容性、骨诱导性和适中的生物降解性。

羟基磷灰石／聚乳酸-三亚甲基碳酸酯软腭植入材料的生物相容性与安全性

背景:软腭植入材料目前多采用聚对苯二甲酸乙二醇酯,由于其价格昂贵,且有轻度排斥反应,远期的生物学效应也尚不肯定,限制了其临床应用。目的:与聚对苯二甲酸乙二醇酯对照,评价羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料软腭植入材料的生物相容性与安全性。设计、时间及地点:随机分组设计、动物对照实验,于2006-10/2007-05在解放军广州军区总医院医学实验科生物人工骨实验室及广州医学院实验动物中心完成。材料:羟基磷灰石为解放军广州军区总医院医学实验科生物人工骨实验室研制,聚乳酸-三亚甲基碳酸酯为济南岱罡生物科技有限公司产品,聚对苯二甲酸乙二醇酯(长1cm,直径2mm)为广州军区总医院耳鼻喉科提供。利用有机溶剂注模法研制羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料。方法:选择SD大鼠60只,分别将聚对苯二甲酸乙二醇酯、羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料植入20只大鼠背部左、右肌肉内;分别将羟基磷灰石颗粒、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯植入20只大鼠背部左、右肌肉内;其余20只大鼠进行同样的手术,但不植入任何材料作为对照。主要观察指标:术后分别于14,30,60,90d取材料及周围组织和鼠心、肝、肾标本,进行大体标本观察和组织学检查。结果:60只大鼠均进入结果分析。羟基磷灰石、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯材料界面的炎性反应较重,聚乳酸-三亚甲基碳酸酯可在体内缓慢降解;聚对苯二甲酸乙二醇酯、羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料界面无明显炎症反应,与周围组织结合紧密,组织可长入材料的微孔内,两者在观察时间内无明显降解吸收。4种材料均对局部组织及全身重要器官(心、肝、肾)无严重损害。结论:羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料的生物相容性和安全性与聚对苯二甲酸乙二醇酯相当,优于羟基磷灰石、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯材料。

新型可完全降解材料聚外消旋乳酸-三亚甲基碳酸酯聚合物体内降解行为和组织相容性

背景:目前应用于临床的金属裸支架、金属药物洗脱支架、合金支架等置入心血管后会导致局部血管内膜增生、血栓形成,增加心血管不良事件发生率。因此,应用高分子聚合物材料研发和制备完全生物可降解血管支架逐渐成为研究热点。目的:观察新型完全生物可降解材料聚外消旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PDLLA/TMC)(50/50)聚合物在机体内的降解行为和组织相容性。方法:以课题组前期合成并研究的聚合物PDLLA/TMC(50/50)为实验对象,聚左旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PLLA/TMC)(50/50)和聚乳酸(PLLA)为对照,分别将其薄膜片植入144只6月龄Wistar大鼠,在不同的时间点,采用体积排除色谱、凝胶渗透色谱、核磁共振、环境扫描电镜研究其体内降解行为,并通过光镜下镜检及周围炎性细胞计数量化评价其组织相容性。结果与结论:在植入机体前60d,3组材料的失重率并没有太大的区别,降解速率均相对平稳缓慢,PDLLA/TMC的降解速率略快于其他两组聚合物材料,60d后PDLLA/TMC的降解速率明显加快,其失重率显著高于另外两种聚合物材料,180d后PDLLA/TMC大部分被降解,其余两种聚合物降解很少。3种聚合物材料包埋于生物体内即开始出现相对分子质量下降,初期下降速率较快,而后逐渐趋缓。3种材料的表面结构随着降解时间的延长,由初期的较为光滑整齐变为后期的皱褶、扭曲、紊乱、凹陷和孔洞,且PDLLA/TMC材料表面变化较明显。PDLLA/TMC和PLLA/TMC与PLLA比较,各个时间点均有相对较低的炎症细胞计数,差异均有显著性意义(P<0.05);而PDLLA/TMC与PLLA/TMC比较,各个时间节点上的炎性细胞计数差异均无显著性意义(P>0.05)。证实PDLLA/TMC聚合物是一种新型的完全生物可降解材料,具有良好的降解性能和组织相容性。

聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯/GDNF导管对大鼠脊髓损伤区GAP-43mRNA表达的影响

目的探讨PLA-PTMC/GDNF复合导管对脊髓损伤功能恢复的影响。方法我们采用RT-PCR的方法对GAP-43的mRNA表达进行分析,从基因水平上来检测植入PLA-PTMC/GDNF复合导管与其他治疗组GAP-43基因表达上的差异。结果术后第2周时,A组、B组、C组和D组的GAP-43mRNA相对表达水平与正常组相比明显增高;术后4周时,B组和D组的GAP43mRNA表达与第2周时相比明显增高,与A组和C组相比明显增高,有显著性差异;术后6周时,D组的GAP-43mRNA表达仍明显增高,与A组、B组和C组相比增高有显著性差异;第8周时各组GAP-43mRNA表达均有所下降,但D组的GAP-43mRNA相对表达水平与A组、B组和C组相比仍高,有显著性差异。结论 PLA-PTMC/GDNF复合导管更有利于轴突再生的修复连接和脊髓损伤的功能恢复。

3.4聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯/GDNF导管对大鼠脊髓损伤区GAP-43蛋白表达的影响

目的探讨聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯/GDN导管对大鼠脊髓损伤区GAP-43蛋白表达的影响。方法通过Western Blot法从分子生物水平对GAP-43蛋白的表达进行分析,从基因水平上来检测植入PLA-PTMC/GDNF复合导管与其它治疗组GAP-43基因表达上的差异。结果术后第2周时,B组、C组和D组GAP-43蛋白表达比正常组增高;B组、C组和D组各组间GAP-43蛋白的表达水平无显著性差异。术后第4周时,D组的GAP-43蛋白表达与2周时明显增高;术后第6周时,各组GAP-43蛋白表达仍增加,但增幅不同,C组和D组与正常对照组、A组、B组相比明显增高,D组与C组相比无显著性差异;8周时,各组GA-P43蛋白的表达与6周相比均有所均下降,D组与正常对照组及A组、B组和C组相比较仍增高。结论 PLA-PTMC/GDNF复合导管较单一应用PLA-PTMC或GDNF更有利于轴突再生进而促进脊髓损伤的功能恢复。

ε-己内酯／三亚甲基碳酸酯聚合物的性能及研究进展

TMC和ε-CL的均聚物以及二者的共聚物是一种无毒的具有良好生物相容性和生物可降解的聚合物,可作为生物可降解的缝合线、人造皮肤、药物释放和神经导管等生物医用材料,近年来得到了广泛的研究。本文就TMC与ε-CL均聚物的性能和二者共聚物的研究现状进行概要性综述。

聚2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯与壳寡糖的接枝共聚反应研究

用新戊二醇和三光气为原料,反应生成2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯。再以四氢呋喃为溶剂,酶为催化剂引发聚2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯(PDTC)与壳寡糖接枝生成接枝共聚物。研究了温度、时间、配比对接枝共聚物的产率和分子量的影响。就产率而言,最佳反应条件是60℃、-NH2/DTC的摩尔比值为1∶10、36 h、DTC/酶的质量比值为200;就重均分子量而言,最佳反应条件是60℃、-NH2/DTC摩尔比为1∶10、36 h、DTC/酶质量比值为150。对产品进行红外光谱、凝胶色谱与溶解性能测试。

天然氨基酸作用下2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯的开环聚合

研究了几种中性天然氨基酸存在下2,2-二甲基-三亚甲基环碳酸酯(DTC)的开环聚合反应。1H-NMR和端基滴定分析表明,在聚合反应过程中,DTC上的酰氧键断裂,氨基酸通过氨基接在聚(2,2-二甲基-三亚甲基碳酸酯)链上。3-氨基丙酸、4-氨基丁酸、6-氨基己酸等存在时,DTC的聚合反应也可以发生,但单体的转化率和聚合物的分子量低于天然氨基酸引发的聚合反应。

生物可降解聚合物聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯的体内外降解和释药试验研究

在新型可降解材料聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯(PLA-PTMC)中加入含量约为30%的兽药恩诺沙星,于家兔体内、体外观察其降解和释药特性.结果发现,第10周时体外药物释放率约为80%,110 d时体外材料降解率约为48%;体内第6周时材料开始破碎,第10周时破碎完全.因此,PLA-PTMC是一种降解性、释药性及生物相容性均良好的外科用可降解材料.

天然氨基酸引发六元环碳酸酯开环聚合的研究

研究了多种天然氨基酸存在下2,2-二甲基三亚甲基环碳酸酯(DTC)和三亚甲基环碳酸酯(TMC)的开环聚合反应。其中中性两官能团氨基酸作用下所得到聚合物的分子量和产率最高,在反应温度110°C、反应时间60h、DTC与L-苯丙氨酸摩尔比为200∶1的条件下,得到数均分子量为18900g.mol-1的聚(2,2-二甲基三亚甲基碳酸酯);在反应温度90°C、反应时间24h、TMC与L-亮氨酸摩尔比为100∶1的条件下,得到数均分子量为15000g.mol-1的聚(三亚甲基碳酸酯)。

苯并15-冠-5修饰的咪唑卡宾催化2,2-二甲基三亚甲基环碳酸酯开环均聚的研究

研究了苯并15-冠-5修饰的咪唑卡宾催化2,2-二甲基三亚甲基环碳酸酯开环聚合,系统地探索了该聚合反应的特征,得到了反应的最佳条件,所得聚合物的摩尔质量较高,摩尔质量分布较窄,DSC两次扫描分析该聚合物存在两种晶型,利用~1H NMR和IR分析了聚合物的结构,推测聚合机理为"单体-活化"机理.

免疫避孕用含模型蛋白的新型可生物降解聚酯微球的研究

目的:考察新型可生物降解聚酯材料聚(5-羟基三亚甲基碳酸酯-co-三亚甲基碳酸酯)P(HTMC-co-TMC)作为口服免疫避孕疫苗载体的可行性。方法:以BSA为模型蛋白,采用改进的复乳溶剂蒸发法制备含BSA的微球,表征微球的性能参数及其体外释放行为。结果:微球表面光滑,粒径均一,分布较窄,不同共聚组成聚合物的释放速率不同。结论:可通过调节新型可生物降解聚酯的共聚组成调节BSA的释放速率,该类新型可生物降解聚酯有望成为口服避孕疫苗的控制释放载体。

HA-P软腭植入材料的研制及细胞毒性检测

目的 研制一种新的治疗鼾症的软腭植入系统微创手术的生物材料并于体外检测其细胞毒性，探讨将其应用于软腭植入系统的可能性。方法：将羟基磷灰石颗粒（HA）、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯P（LATMC）按一定比例复合，利用有机溶剂注模法，制备重组软腭植入材料；并采用MTT检测法，将不同浓度的HAP浸提液与NIH-3T3成纤维细胞接触1、3、5d，检测细胞的增殖活性，计算细胞的相对增殖度，用6级毒性法进行评级。结果：研制不同浓度的HA-P材料浸提液在不同的时间点培养的细胞均正常增殖（P〉0．05）。毒性级别为0～1级。结论 研制的HA-P材料具有良好的细胞相容性,可能是一种良好的软腭植入系统材料。

P(CL-TMC)的合成与性能研究

采用开环聚合制备了聚(己内酯-三亚甲基碳酸酯)[P(CL-TMC)]结晶型共聚物,研究了其热力学性能、拉伸性能和降解性能。结果表明,无规聚合物的分子量与其结晶能力和共聚组分相关。三亚甲基碳酸酯(TMC)组分和分子量越低的共聚物,其结晶能力越强。结晶度比分子量对材料的拉伸性能影响更大,CL含量为5%的共聚物的结晶度最高,其拉伸强度和拉伸模量也最高。材料的磷酸盐缓冲溶液(PBS)水解实验也表明,材料的降解性能与结晶度和分子量有关。结晶度和分子量越高的共聚物,其失重率和吸水率越低。

一种新型软腭植入系统材料的制备:物理性能及其动物安全性评价

目的:目前常用的软腭植入材料对苯二甲酸乙二醇酯具有轻度排斥反应、降解速率不可控等缺陷,所以探索一种新的治疗轻中度鼾症的软腭植入材料,并评价其相关物理性能及动物安全性。方法:实验于2006-06/2007-01在解放军广州军区总医院医学实验科生物人工骨实验室完成。①将羟基磷灰石颗粒、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯按质量比1∶1的比例复合,利用有机溶剂注模法重组羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料。②测试羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯复合材料的弹性模量、拉伸强度、压缩强度、邵氏硬度等性能参数,并对材料进行急性毒性实验、溶血实验、致敏实验及热源实验等动物安全性评价。实验中对动物处置符合动物伦理学标准。结果:①物理性能:新的软腭植入系统材料羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯的弹性模量为100.35MPa,拉伸强度为2.24MPa,变形10%压缩强度为0.41MPa,邵氏硬度为89.4。②安全性评价:全身急性毒性实验结果显示动物注射浸提液后无毒性症状;溶血实验结果显示材料的溶血率为3.09%,符合溶血实验的评价标准;致敏实验表明该材料无致敏作用;热源实验结果显示在每种材料初试的新西兰兔中,体温升高均在0.4℃以下,并且体温升高总度数在0.9℃以下,符合热源实验的评价标准。结论:羟基磷灰石/聚乳酸-三亚甲基碳酸酯软腭植入材料的弹性模量、拉伸强度、压缩强度、硬度等性能基本符合软腭植入的要求,并且具备基本的动物安全性。

可降解镁合金表面载药涂层的制备和性能

在可降解AZ31B镁合金心血管支架表面成功制备了携带雷帕霉素的聚乳酸-聚三亚甲基碳酸酯(PLA-PTMC)共聚物涂层,评价了涂层的表面形貌、降解性能、血液相容性和药物释放性能。结果表明,PLA-PTMC共聚物作为载药涂层具有良好的柔韧性,表面均匀、光滑,降解周期超过1个月,血液相容性良好。涂层具有缓释雷帕霉素的功能,释药周期超过1个月,可在内膜增生期内有效抑制支架植入后再狭窄的发生,满足冠脉支架表面载药层的使用要求。

可降解涂层材料PLGA和PTMC对人血管内皮和平滑肌细胞增殖行为的影响

目的观察可降解涂层材料聚乙交酯-丙交酯(PLGA)和聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)对人血管内皮细胞和平滑肌细胞增殖行为的影响。方法在316L不锈钢试样表面制作PLGA和PTMC涂层薄膜,同时设立316L不锈钢试样对照组,分离人脐静脉内皮细胞和脐动脉平滑肌细胞,和上述不同试样共培养,CCK-8检测共培养1d和3d后各组内皮细胞和平滑肌细胞吸光度值;分别对内皮细胞和平滑肌细胞进行免疫荧光染色,荧光显微镜观察共培养1d和3d后不同样品表面细胞形貌差异,从而评价不同涂层材料对内皮细胞和平滑肌细胞增殖行为的影响。结果和对照组相比,在不同时间点,PLGA和PTMC涂层表面内皮细胞和平滑肌细胞CCK-8吸光度值均明显降低,表面细胞数量均有明显减少,差异有统计学意义(P<0.01);和PLGA涂层表面相比,PTMC涂层表面内皮细胞和平滑肌细胞CCK-8吸光度值更低,增殖的细胞更少(P<0.01)。结论 PLGA和PTMC涂层表面均不利于内皮细胞和平滑肌细胞生长,尤其以PTMC涂层表面更为明显。