构建含有万古霉素和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的微球组织工程支架,并用于治疗兔慢性骨髓炎,观察其治疗慢性骨髓炎的效果。
方法(1)将壳聚糖(CS)溶液、纳米羟基磷灰石(n-HAP)按1∶1混合,通过冻干技术制备成固体材料,并浸入BMP-2/聚乳酸(PLA)和万古霉素/PLA缓释微球溶液中,构建载药组织工程支架,并检测其释放效率。(2)构建骨髓炎模型,将60只健康新西兰大白兔按随机数字表法分为清创后不做任何处理(Ⅰ组)、单纯n-HAP/CS支架材料(Ⅱ组)、n-HAP/CS载万古霉素/PLA(Ⅲ组)、n-HAP/CS载万古霉素/PLA+BMP-2/PLA(Ⅳ组),每组15只。8周后各组行胫骨X线片检查并行Norden评分、胫骨HE染色及骨髓细菌培养,评价各组抗感染能力及修复骨缺损能力。
结果构建的n-HAP/CS支架孔径大小为80~270 μm,平均为146.53 μm。生物力学测试显示,支架材料的弹性模量为(27.50±1.58)MPa,压缩强度为(0.75±0.04)MPa。BMP-2/PLA和万古霉素/PLA缓释微球成团状均匀分布于载药支架的孔隙中;载药支架能够较稳定地释放万古霉素和BMP-2,持续时间约18 d,随着时间的延长释放量逐渐减少。植入载药支架材料8周后,X线片示Ⅲ、Ⅳ组可见骨痂形成,Ⅰ、Ⅱ组仍可见骨膜反应伴局部低密度影。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ组Norden评分分别为(2.64±0.33)分、(2.63±0.36)分、(1.14±0.29)分、(0.89±0.42)分,Ⅳ组明显低于其余三组(P<0.05);Ⅲ组与Ⅰ、Ⅱ组比较差异有统计学意义(P<0.05)。Ⅰ、Ⅱ组胫骨组织HE染色显示有大量炎性细胞浸润,骨小梁明显破坏;Ⅲ、Ⅳ组骨小梁排列整齐,且Ⅳ组骨小梁较Ⅲ组粗大。Ⅰ、Ⅱ组骨髓培养见明显淡黄色菌落形成;Ⅲ、Ⅳ组未见菌落形成。
结论成功构建载万古霉素和BMP-2的组织工程支架材料,并证实载药n-HAP/CS联合BMP-2是治疗兔慢性骨髓炎较为理想的植入材料。