3D打印异烟肼脂质体光热支架及性能评价OA

背景:载抗结核药物骨支架在治疗过程中存在着释药前期易出现药物突释、释药后期药物释放不足导致病灶处药物浓度较低等问题,因此,在组织工程骨支架上搭建药物控释体系势在必行。目的:制备不同异烟肼脂质体掺杂比例的光热支架,表征该复合支架的力学性能和生物学性能。方法:采用薄膜水化法制备异烟肼脂质体,表征脂质体的微观形貌、包封率、载药量、粒径和Zeta电位。选定15 mg异烟肼作为单个载药支架总药量,将异烟肼药物粉末、占总药量2%的异烟肼脂质体粉末、占总药量5%的异烟肼脂质体粉末、占总药量8%的异烟肼脂质体粉末分别与支架基材(羟基磷灰石与β-磷酸三钙质量比为6∶4)、占支架基材质量分数3%的光热剂聚吡咯纳米颗粒混合均匀,制成挤出打印粉末,按质量比1∶1向挤出打印粉末中加入13%的聚乙烯醇凝胶,通过挤出式生物3D打印制备纯异烟肼支架与3种异烟肼脂质体光热支架,表征光热支架的微观形貌、孔隙率、力学性能、药物释放性能。采用4种支架浸提液分别培养小鼠胚胎成骨细胞MC3T3,通过MTT法检测支架的细胞毒性。结果与结论:(1)透射电镜下异烟肼脂质体为类球状囊泡,形状较为规整;异烟肼脂质体的包封率为(28.67±0.62)%,载药量为(3.54±0.19)%,平均粒径为(363.63±10.42)nm,平均Zeta电位为(-4.68±0.72)mV。(2)扫描电镜显示,相比于纯异烟肼支架,异烟肼脂质体光热支架内部产生较多孔隙;随着异烟肼脂质体含量的增加,光热支架的孔隙率呈升高趋势,抗压强度与弹性模量呈降低趋势,但仍能满足动物体内组织回植实验所需的最低抗压强度。异烟肼脂质体的掺入可有效解决支架释药前期的药物突释现象,并且释药前期的累积释药率与异烟肼脂质体掺杂量呈反比例关系;经808 nm近红外激光照射后,异烟肼脂质体光热支架的累积释药率较无近红外激光照射时增加,并且随着异烟肼脂质体掺杂量的增多,释药后期支架的光热控释性能更加显著。MTT检测显示,4种支架浸提液培养24,72,120 h的MC3T3细胞相对增殖率均大于70%,无明显的细胞毒性作用。结果表明,异烟肼脂质体光热支架具有良好的力学性能、药物控释性能与细胞相容性。