Zoledronic Acid 的介孔二氧化硅微球/羟基磷灰石/生物玻璃涂层的促骨折愈合作用及其机制研究

骨折延迟愈合或不愈合是骨折治疗中常见的并发症。带有生物涂层的内固定能够在稳定骨折端的同时，产生促进骨折愈合的生物作用。既往生物涂层均有药物释放快、载药量低、炎性反应重等缺点。在前期介孔二氧化硅微球/羟基磷灰石/生物玻璃复合药物载体研究基础上，本课题在内固定表面涂布介孔二氧化硅微球/羟基磷灰石/生物玻璃的涂层，并作为Zoledronic Acid （唑来膦酸）的载体，形成能够局部释放唑来膦酸的生物涂层，迄今国内外未见报道。为了验证该生物涂层的促骨折愈合作用并探讨其作用机制，我们利用模拟体液及骨折模型，采用高效液相色谱法、影像学、组织及细胞生物学、生物力学等技术，从体外-体内两方面，观察该生物涂层的释放特性、生物相容性，对人破骨细胞增殖和活性的影响，以及应用于内固定后对骨折端力学稳定性的影响。为研制可应用于内固定的，具有更大载药量、更优缓释作用及促骨折愈合作用的生物涂层提供理论依据。

本课题按既定的研究步骤顺利完成各项研究内容。HA/MSNs复合涂层制备后，利用扫描电镜、能谱仪等设备研究其表征，结果说明该复合涂层具有更多的空隙和更优的化学性质，能够为载药提供有效的空间。而后，通过高效液相色谱仪等设备进一步研究载ZOL的HA/MSNs复合涂层的载药量及体外缓释作用，结果提示该复合涂层较空白和HA实验组具有更大的载药量和更优的缓释效果。 然后，以破骨细胞为目标细胞，通过共培养后TRAP染色和骨陷窝技术的方法，进一步验证载ZOL的HA/MSNs复合涂层的离体生物学作用，结果提示在体外该复合涂层对破骨细胞的增殖和活性均能产生阶段性的抑制作用。最后，利用大鼠胫骨骨折模型，通过影像学、组织学、生物力学及分子生物学方法进一步验证载ZOL的HA/MSNs复合涂层的促进骨折愈合的作用, 结果提示该复合涂层较对照组具有明显的促进骨折愈合的作用。. 综上结果，我们撰写的《Mesoporous Silica Nanoparticles/Hydroxyapatite Composite Coated Implants to Locally Inhibit Osteoclastic Activity》已发表在ACS Applied Materials and Interface杂志上，该杂志是美国化学学会旗下核心杂志之一，在生物材料领域位居1区的地位，IF：5.9（2013）；另外，通过Pubmed，Prequest等数据库检索，未见到相关研究报道，该文的发表说明该复合涂层相关研究的创新性及实用性已经得到国际生物材料届的广泛的认同。而且，该复合涂层已经获得国家专利授权，为其成果转化奠定了基础。对于在体实验结果，我们也撰写论文投到国际生物材料领域权威的杂志上，目前正在审稿中。. 总之，通过该课题的研究，验证了载ZOL的HA/MSNs复合涂层具有良好的促进骨折愈合的生物学作用。该研究结论能够为载ZOL的HA/MSNs复合涂层应用于骨折内固定表面提供必要的理论依据，从而为提高骨折愈合率提供一种新的技术手段。