复合抗肿瘤活性珊瑚羟基磷灰石人工骨的研制及实验研究

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1、博士学位论文复合抗肿瘤活性珊瑚羟基磷灰石人工骨的研制和实验研究博士研究生：杨进城导师：尹庆水中文摘要骨肿瘤手术治疗后的骨缺损修复重建及抑制局部肿瘤复发是骨外科常见的两个难题，对于骨肿瘤术后骨缺损修复重建所采用的材料包括生物类材料、聚合类材料、生物陶瓷类材料、金属和高分子假体以及复合类材料等。珊瑚羟基磷灰石(coralhydroxyapafite，CHA)自1974年White用海珊瑚经过“热液交换反应”，使珊瑚在保持原有孔隙不变的情况下，成分转变为羟基磷灰石(hydrxyapatite，HA)以来，由于其良好的组织相容性、骨传导作用及

2、缓释作用等，作为一种生物性能优越的人工骨替代材料及药物缓释载体，目前在国外已广泛应用于骨科、口腔科及眼科等领域“1”。本科室研制的珊瑚羟基磷灰石经图像分析孔隙率平均为50％以上，孔径为200微米左右，其具有原料充足；组织相容性好，其晶体的尺寸和结晶度与天然骨接近，化学成份和空间结构与入骨无机成份及松质骨的天然结构相似；有较多均匀的孔隙及较高的孔隙率和巨大的接触面积，是良好的生物载体；有一定的机械强度，降解速率低，不会有或很少有高度丢失等优点m1目。对于骨肿瘤而言，应用抗肿瘤药物必须满足给药剂量大、全身反应小、局部浓度高及维持时间长的特

3、点。而对于预防、抑制局部骨肿瘤复发方面，局部用药已被证明为一种有效的治疗方式，其优点在于：在局部可以获得相对于全身用药无法达到的极高的药物浓度；可以避免全身用药所产生的全身多系统损害；直接作用于局部肿瘤细胞。因此，本课题拟利用珊瑚羟基磷灰石优越的理化特性，以其作为抗肿瘤药物的载体进行构建复合的抗肿瘤人工骨，以期在保持CHA因有孔隙结构等优点进行骨缺损修复重建的同时具有一定的抑制肿瘤细胞生长的作用，从而达到预防及控制局部骨肿瘤复发的目的“””。一、复合抗肿瘤活性珊瑚羟基磷灰石人工骨的制备及缓释实验为研究抗肿瘤药物锚t(cis-diann

4、ninedichloroplatinum，CDDP)载入后其在中文摘要CHA的分布，复合顺铂后CHA作为缓释载体对CDDP的体内外缓释作用。方法：I、将CHA浸入0．6mg／ml的顺铂磷酸盐溶液中快速振荡30s后负压静置24h，取出CHA利用低温冷冻干燥冻于。分别将O．59、0．29、0．19顺铂用lml二甲基程砜(dimethylsulphoxide．DMSO)配成溶液后，再加入上述人工骨后再低温冻干。扫描电镜分析复合人工骨断面的孔隙及顺铂的分布情况，用能谱分析了解人工骨内部所复合顺铂的含量。2、以复合20％顺铂的CCHA为实验对象

5、，将CCHA样本避光浸入10mmoFL的磷酸盐缓冲液(phosphatebuffer,PB)中37℃、30转／分浸泡振荡，每2天更换lOml磷酸盐缓冲液。3、利用3％戊巴比妥钠(30mg／kg)将sD大鼠麻醉后，经手术将100mgCCHA颗粒经手术植入SD大鼠背部肌袋中，术后定期取材时行大体观察、x线摄片检查，观察动物重要脏器的一般情况，材料及周围组织有无感染等不良反应，取动物静脉血和复合人工骨植入处周围lcm及lcm-2cm范围的肌肉组织匀浆后检测顺铂含量。4、利用高效液相色谱法检测体外缓释试验浸提液、体内缓释试验肌肉组织及血液中顺

6、铂的浓度。结果显示：l、顺铂在CItA孔隙内分布均匀，CttA的孔隙结构未改变；2、利用高效液相色谱法恤ghperformanceliquidchromatography，HPLC)检测体外浸提液、动物静脉血及组织匀浆液中的顺铂浓度结果示顺铂和内标液的保留时间分别为4．6min和7．5min，两者分离效果良好。3、体外缓释液中前2周顺铂出现快速释放，体外浸提液中顺铂的浓度极高(2周时浓度为753．01±64．89)；至12周其顺铂浓度仍达到134．54±9．88№／ml。4、动物植入CCHA后局部较长时间内可维持较高顺铂浓度，随着时问

7、的延长及与人工骨的距离增加局部的顺铂浓度呈下降趋势，距离人工骨lcnr-2cm内的的顺铂浓度低于人工骨周围lcm组织内顺铂浓度，除7d时两组间比较无显著性差异外(P：O．06)，其余时『自J两者闻比较存在显著性差异。5、COlA植入后动物血液中顺铂的浓度稳定在较低水平，平均不超过17№／ml，远低于体内缓释试验中局部组织中的顺铂浓度。6、动物各重要脏器大体及组织切片示CCHA植入后对动物机体无不良影响。小结：CCHA具有良好的缓释效能，可在局部维持一定时间高药物浓度。二、复合人工骨体外抗肿瘤实验研究CCHA作为抗肿瘤人工骨的体外抑制肿

8、瘤细胞作用，为进一步行体内抗肿瘤实验研究及临床应用提供理论依据。为了使CCHA更加适合临床相关骨肿瘤的应用，我们首先从临床取得明确诊断为骨巨细胞瘤及乳腺腺癌骨转移丰不本进行原代细胞培养，成功获取骨巨细胞瘤及骨转移乳腺腺癌