由创伤、肿瘤和感染等原因引起的骨缺损通常面积较大, 超过了骨自愈范围而不能自修复。因此, 需要使用骨水泥对面积较大的骨缺损部位进行填充修复。磷酸钙水泥(calcium phosphate cement, CPC)是目前临床常用的一种骨水泥, 可任意塑形, 具有良好生物活性和生物相容性, 近几十年来得到国内外学者的广泛研究。然而, 从临床实践经验来看, CPC的应用范围有限, 仍需要对其进行性能改进。本文主要分为两部分: 在理化性能部分总结了CPC在力学强度、可注射性、抗溃散性和放射不透明性等四方面的改性方法; 在生物学性能方面讨论了CPC成骨活性、生物可降解性和载药性方面的改性研究。

本实验旨在构建一种介孔二氧化硅包载白藜芦醇的纳米体系, 并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、N2 吸附-脱附、差热-热重分析等对包载白藜芦醇前后的纳米体系进行表征分析, 探究其光、热稳定特性和体外不同pH 值缓冲液中的释放规律。结果表明, 制备的介孔二氧化硅包载白藜芦醇纳米体系, 其骨架呈交联网络结构, 孔径、比表面积和孔容分别为10.16 nm、245.73 m2/g和0.79 cm3/g, 负载量可达39.44%, 且负载后其骨架结构未破坏, 并有效提高了白藜芦醇的光、热稳定性。同时, 经过纳米体系负载后的白藜芦醇2 h内释放速率在两种不同pH 值缓冲液中均可达80%以上。介孔二氧化硅包载白藜芦醇纳米体系性能较好, 为白藜芦醇的进一步开发利用提供参考。

通过水热法合成了系列具有高荧光量子产率(42.9%)辛基化壳聚糖基两亲性聚合物碳点荧光材料。利用红外光谱、紫外吸收光谱、光电子能谱、透射电镜、X射线衍射及荧光光谱对聚合物碳点进行了表征。以阿霉素为模型药物, 研究了聚合物碳点对阿霉素的载药性能。当辛基取代度为76.42%时, 其最大载药量和包封率分别为49.6%与47.4%。在磷酸盐缓冲液中, 载药纳米胶束呈前期快速释放, 后期缓慢释放的双相特征。将载药纳米胶束与鼻咽癌细胞作用, 发现其存活率随着载药纳米胶束加入量的增加而降低, 说明该纳米胶束对鼻咽癌细胞有一定的抑制作用。总之, 该聚合物碳点材料在药物载体与荧光示踪方面有潜在的应用价值。

荧光碳点具有化学稳定性好、毒性小、可表面功能化等优点, 引起了人们极大的兴趣。近年来, 由高分子多糖合成的聚合物碳点成为另一研究热点。本文通过水热法合成了一种壳聚糖基荧光聚合物碳点材料(P(CS-g-mPEG-CA)CDs), 并用于载药研究。基于壳聚糖和聚乙二醇既是碳点的碳源也是碳点的钝化试剂, 本文选择壳聚糖接枝聚乙二醇单甲醚和柠檬酸衍生物作为聚合物碳点的碳源, 以提高聚合碳点的量子产率。另外, 聚合物碳点还可以保留聚乙二醇与壳聚糖分子结构, 为其在载药方面的应用提供有利条件。采用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、光电子能谱、透射电子显微镜和光致发光光谱对P(CS-g-mPEG-CA)CDs进行了结构表征以及pH值稳定性的测试。结果表明, 所合成的P(CS-g-mPEG-CA)CDs具有较高的荧光量子产率(6681%)、较长的荧光寿命(15247 ns)、良好的pH稳定性。以阿霉素为模型药物, 利用该聚合物碳点进行了负载研究, 结果表明, 当聚乙二醇单甲醚取代度为119%时, 聚合物碳点的载药量最高为513%, 最大药物释放率为287%, 此外, 药物的装载和释放可以通过mPEG的接枝率进行控制。采用MTT法评价了聚合物的碳点对鼻咽癌细胞(CNE-2)的毒性作用。研究表明, 空白聚合物碳点无明显细胞毒性, CNE-2细胞存活率随着载药胶束的增加而降低, 说明载药胶束对CNE-2细胞有较强的抑制作用。可见该P(CS-g-mPEG-CA)CDs在荧光标记、药物递送、荧光示踪系统和控制释放方面, 具有一定的应用前景。