目的通过研究GM/BG缓释系统的体内外缓释作用,及其抗感染和修复骨缺损作用,为今后临床上预防和治疗感染性骨缺损提供实验依据。方法(1)GM/BG的制备:采用Kawanabe等的方法制备GM/BG缓释系统。(2)GM/BG体外药物缓释实验:取4块GM/BG,分别置于小安瓿中,加入PBS液3ml,后置于37℃温箱中,每隔2天全部更换PBS液。用HPLC测定上述洗提液的庆大霉素浓度,并描绘GM/BG的释药曲线。通过Peppas方程对药物释放曲线进行拟合,来探讨GM/BG的药物缓释机制。(3)GM/BG体外抑菌实验:取2个接种有金葡菌的培养皿,每个培养皿中植入2块GM/BG和1块BG,然后将其放入恒温箱中,35℃培养24h。测量GM/BG和BG的抑菌环后,取出试样置于新的接种有金葡菌的培养基中继续培养。以后每3天测量一次抑菌环并更换培养基,此过程重复进行,直至不再出现抑菌环为止。依据测量结果做抑菌环大小随时间的曲线。(4)GM/BG体内药物缓释实验:取新西兰大白兔6只,雌雄不限,体重2-2.5kg。制做兔右桡骨近端10mm骨缺损模型,将GM/BG植入到骨缺损部位,分别在术后1、3、5、7、10、15、20和25天抽取兔血,测定血药浓度,同时从距植骨处0.5cm内切取软组织块,测定植骨区软组织的药物浓度。根据实验结果作体内药物释放曲线。(5)GM/BG治疗兔感染性骨缺损实验:取新西兰大白兔24只,雌雄不限,体重2-2.5kg,随机分为实验组和对照组,每组12只。首先造兔右胫骨感染性骨缺损模型,在每只兔的右侧胫骨上段内侧造成3*5*10mm~3矩形骨窗,实验组骨窗内植入GM/BG,对照组骨窗内植入BG,在每个骨窗内加入标准金黄色葡萄球菌。术后观察兔子的一般情况;于4w和8w行X线检查,观察两组骨髓炎形成情况及骨缺损修复情况;于4w和8w每组分批处死兔子,取出右胫骨,行大体观察,病理学检查及细菌培养检查。结果(1)GM/BG释药系统在体外具有长期缓释能力,达23天,且药物浓度均大于庆大霉素最小抑菌浓度2ug/ml。根据Peppas方程对药物释放曲线进行拟合,说明GM/BG药物释放符合Fickian扩散定律。(2)GM/BG在体外抑菌实验中,长达26天具有抑菌环。(3)GM/BG体内缓释实验中,局部组织药物浓度在第20天时,浓度为6.53±1.42ug/ml,大于庆大霉素最小抑菌浓度2ug/ml,但血药浓度在第3天就测不到。(4)GM/BG在治疗兔感染性骨缺损实验中,对照组有2只兔子术后因重度感染死亡,实验组无1例兔子死亡。大体观察,术后4w和8 w取材时,对照组植骨部位被脓液及炎性肉芽组织包裹,生物活性玻璃未与周围骨组织融合,而是浸于脓液之中;实验组植入生物活性玻璃逐渐降解,且与周围骨有较好融合。X线检查,术后4w时,对照组出现骨膜反应,骨质增生,骨质破坏,软组织包块及死骨等;实验组生物活性玻璃密度变淡逐渐吸收,与骨组织逐渐融合在一起,界限模糊;术后8w时,对照组可见骨质破坏,软组织包块,死骨,生物活性玻璃密度变淡,但未与周围骨组织融合一起;实验组生物活性玻璃密度进一步变淡吸收,与骨组织融合,界限消失。病理学检查,术后4w,实验组见少量炎性细胞,有纤维组织长入生物活性玻璃内;对照组见炎细胞浸润及脓肿形成,生物活性玻璃被脓性组织包绕,生物活性玻璃内无细胞及纤维组织长入。术后8w,实验组可见生物活性玻璃吸收,有不成熟骨痂形成,对照组仍可见死骨,生物活性玻璃被炎性组织包裹。细菌培养检查,实验结果经卡方检验,实验组与对照组于4w、8w在软组织细菌培养阳性率及骨髓腔细菌培养阳性率上均存在统计学差异。培养的细菌经革兰氏染色为阳性球菌,且培养皿中有溶血现象,符合金黄色葡萄球菌的特点,证明其为植入金黄色葡萄球菌菌株。结论(1)GM/BG在体外具有良好的缓释作用,且有良好的抑菌性能。(2)GM/BG在体内具有良好的缓释作用,局部药物浓度高,全身药物浓度低,局部用药较安全且效果好。(3)GM/BG缓释系统具有抗感染及修复骨缺损作用,为临床上预防和治疗感染性骨缺损提供实验依据。