聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台及静电纺丝包裹物的生物相容性能评价

背景:聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯水凝胶目前已安全应用于人工角膜和人工晶体的制作,但尚无将其应用于义眼台的研究.用静电纺丝制得的纤维,目前在生物医学领域,包括组织工程支架、表面敷料、药物缓释、医用绷带、呼吸面罩等方面已被广泛应用,但作者尚未查到应用于义眼台包裹物的相关报道.目的:实验制备改性聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯水凝胶义眼台和静电纺丝聚氨酯薄膜作为义眼台的包裹物,评价其生物学性能.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-04/12在解放军总医院眼科实验室完成.材料:用甲基丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的聚合物单体加入NaCl成孔剂制备多孔水凝胶义眼台;静电纺丝法制备聚氨酯包裹膜:体积分数为75%乙醇浸泡制备同种异体巩膜包裹物.方法:①刺激实验:选取18只Wistar大鼠,随机分为2组,在大鼠脊柱两侧各选4 min×4 mm面积的去毛区,一组使用水凝胶义眼台材料,一组使用静电纺丝法聚氨酯薄膜材料,包扎固定4 h后除去斑贴物,对实验部位的红斑和水肿反应评分.②流式细胞仪检测实验:另取30只Wistar大鼠随机分为3组,分别行静电纺丝聚氨酯薄膜包裹聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台植入术、同种异体巩膜包裹聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台植入术、无包裹的单纯多孔水凝胶义眼台植入术.于术前1 d、术后1,7,14,21,28 d采尾静脉全血检测T淋巴细胞亚群CD4+,CD8+的百分比.主要观察指标:实验部位的红斑和水肿反应,CD4+/CD8+的比值.结果:刺激实验显示两种支架材料均未引起动物皮肤明显刺激,符合标准;流式细胞仪检测实验结果表明与植入前相比,各组外周血T淋巴细胞亚群CD4+/CD8+的比值在术后14,21,28 d差异均无显著性意义(P>0.05);眼内植入实验无肉芽肿发生及义眼台排出.结论:静电纺丝聚氨酯薄膜包裹的水凝胶义眼台具有优良的生物相容性.     

聚(α、β-苹果酸)水凝胶的制备及其药物释放性能

用L-苹果酸直接缩聚合成聚（α,β-苹果酸），利用其上的侧基羧基与甲基丙烯酸羟乙酯的羟基缩合，将甲基丙烯酸羟乙酯接枝到聚（α,β-苹果酸）上，在365nm紫外光照射下，以光引发剂2959引发甲基丙烯酸羟乙酯的自由基聚合，形成聚（α,β-苹果酸）-g-甲基丙烯酸羟乙酯[Poly（α,β-malicacid）-g-2．hydroylethylmetharylate，PMA—g—HEMA]水凝胶，并以盐酸阿霉素为模型药物分析PMA-g-HEMA水凝胶的药物释放性能。用。HNMR与FrIR表征了聚（α,β-苹果酸）、PMA-g—HEMA聚合物的分子结构，通过水凝胶的失重行为用SEM观察聚（α,β-苹果酸）水凝胶降解过程及其形貌变化。结果表明通过光交联成功合成了PMA—g—HEMA水凝胶，其具有较大的溶胀比和较快的降解速率，克服了相对分子质量太低难以作为材料使用的缺陷。此外，改变PMA—g—HEMA水凝胶中甲基丙烯酸羟乙酯的接枝率和含水量能调节药物释放时间，提示PMA-g-HEMA水凝胶可以作为-种有效的短期药物缓释材料。     

可植入式温敏凝胶的体外生物相容性

背景:温敏型水凝胶已在药物载体、组织工程等方面有实质性进展,但其相变温度低于人体体温,目前国内外尚未将其作为植入物使用.目的:通过改良反应制备聚-(N-异丙基丙稀酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺)温敏型水凝胶,对其体外生物相容性进行观察,进而评价其作为医学植入物的安全性.设计、时间及地点:材料学实验,于2007-01/10在华中科技大学同济医学院附属协和医院中心实验室、武汉大学化学系医用高分子材料教育部重点实验室完成.材料:L929小鼠成纤维细胞系由武汉大学口腔医院陈东老师馈赠.N-异丙基丙稀酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺单体为Aldrich公司产品.方法:以过硫酸铵和四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,经计算,在反应体系中添加质量分数为8.5%的N-羟甲基丙烯酰胺可将低临界溶解温度上调到38℃.将N-异丙基丙稀酰胺单体、N-羟甲基丙烯酰胺单体溶于去离子水中,加入N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺,室温下反应3 h得到无色透明的圆柱型凝胶,去离子水反复浸泡,烘干备用.主要观察指标:通过细胞毒性实验、细胞与材料复合试验、溶血试验、热原试验来验证材料体外生物相容性.结果:聚-(N-异丙基丙稀酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺)低临界溶解温度大于37℃,可以满足植入的需求,细胞相对增殖度均明显升高,毒性评级为0-1级;电镜下细胞与材料表面紧密贴合,层叠紧密生长,形态良好;温敏型水凝胶溶血率为2.54%,无热原性.结论:实验成功制备了聚-(N-异丙基丙稀酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺)温敏型水凝胶,其生物相容性良好,是一种较有潜力的医学植入物.     

一种新型纳米增透防雾膜对光学镜片的表面改性

背景:利用乙烯基双键的加聚反应原理对透明基材进行表面改性,可研制既能与光学玻璃等透明基材牢固连接,又具有高亲水性和高透光率的防雾材料。目的:通过表面改性的方法研制透光性高、防雾效果好的稳定光学防雾膜。方法:以正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷为基质,加入乙醇、盐酸、双蒸水,采用溶胶-凝胶法制备增透、高硬度防雾膜前体物。以前体物为基质,加入丙烯酸铵、甲基丙烯酸铵和过硫酸铵,并加入甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯等辅助官能团,采用加成聚合法制备纳米级增透、高硬度亲水防雾膜。以红外光谱分析仪、X射线衍射仪测定膜层结构,以紫外分光光度计测定镀膜前后材料的透光率,以扫描电子显微镜测量材料表面结构,并测量材料的粒径大小、膜层硬度和水接触角。结果与结论:亲水防雾膜中不仅存在Si-O-Si网状结构,还存在有机聚合亲水基团。镀膜透光率最高值为94.6%,提示该膜层具有良好的透光性。液态防雾材料粒径为(265.0±43.8)nm。水接触角为14.5°,显示为高亲水性材料。"铅笔法"测得膜层硬度为6H,结合度为95.1%。采用正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷等材料制成的Si-O-Si网状结构在乙烯基双键打开后可以连接亲水性官能团。当水滴接触防雾膜表面时会铺展开来并形成均匀的水膜,提高透光率。在保证膜层增透、高硬度的同时,还保证了光学镜片的防雾功能。该制备工艺可行性好,质量控制方法简便、可靠。     

温敏凝胶聚-N-异丙基丙烯酰胺-co-N-羟甲基丙烯酰胺的制备及体内生物相容性评价

目的:制备聚-N-异丙基丙烯酰胺/N-羟甲基丙烯酰胺P(NIPAAm-co-NHMPA),并对其在体内的生物相容性进行观察,初步评价其作为医学植入物的安全性.方法:实验于2007-01/10在华中科技大学同济医学院附属协和医院中心实验室、武汉大学化学系医用高分子材料教育部重点实验室完成.①温敏凝胶的制备:以过硫酸铵和四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N, N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备P(NIPAAm-co-NHMPA),反应体系中添加一定质量分数的N-羟甲基丙烯酰胺,溶涨率法测定低临界溶解温度.②安全性评价:进行过敏实验、急性全身毒性实验、遗传毒性实验、植入实验等一系列体内生物相容性动物实验以评估植入物的安全性.结果:①合成的凝胶材料符合预期的温敏特性要求,低临界溶解温度为38 ℃.②过敏实验结果证实材料没有致敏性;急性全身毒性实验显示该无毒性作用;遗传毒性实验结果初步证实该材料无致畸或致突变作用;体内植入实验表明,材料周围炎性反应轻微而局限.结论:温敏凝胶P(NIPAAm-co-NHMPA)的生物相容性良好,是一种有潜力的医学植入物的原材料.     

一种新型纳米增透防雾膜对光学镜片的表面改性

背景：利用乙烯基双键的加聚反应原理对透明基材进行表面改性,可研制既能与光学玻璃等透明基材牢固连接,又具有高亲水性和高透光率的防雾材料。目的：通过表面改性的方法研制透光性高、防雾效果好的稳定光学防雾膜。方法：以正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷为基质,加入乙醇、盐酸、双蒸水,采用溶胶-凝胶法制备增透、高硬度防雾膜前体物。以前体物为基质,加入丙烯酸铵、甲基丙烯酸铵和过硫酸铵,并加入甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯等辅助官能团,采用加成聚合法制备纳米级增透、高硬度亲水防雾膜。以红外光谱分析仪、X射线衍射仪测定膜层结构,以紫外分光光度计测定镀膜前后材料的透光率,以扫描电子显微镜测量材料表面结构,并测量材料的粒径大小、膜层硬度和水接触角。结果与结论：亲水防雾膜中不仅存在Si-O-Si网状结构,还存在有机聚合亲水基团。镀膜透光率最高值为94.6%,提示该膜层具有良好的透光性。液态防雾材料粒径为（265.0±43.8）nm。水接触角为14.5°,显示为高亲水性材料。＂铅笔法＂测得膜层硬度为6H,结合度为95.1%。采用正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷等材料制成的Si-O-Si网状结构在乙烯基双键打开后可以连接亲水性官能团。当水滴接触防雾膜表面时会铺展开来并形成均匀的水膜,提高透光率。在保证膜层增透、高硬度的同时,还保证了光学镜片的防雾功能。该制备工艺可行性好,质量控制方法简便、可靠。     

γ-多聚谷氨酸水凝胶制备及生物安全性评价

目的:最近应用于临床的纳米创伤敷料中复合了纳米银等抗菌材料,虽抗菌性能较强,但生物相容性差,无法降解,对环境造成污染.拟通过观察γ-多聚谷氨酸酯化改性反应的动力学条件以及酯化后γ-多聚谷氨酸制备新型水凝胶的最佳方法,并对γ-多聚谷氨酸水凝胶的生物安全性进行评价,为创伤敷料、组织工程支架材料等领域提供一种新型的水凝胶材料.方法:实验于2006-08/2007-01在四川大学生命科学学院及高分子科学与工程学院完成.①以γ-多聚谷氨酸为原料,烯丙基溴及溴代正丁烷作酯化剂,在N-甲基吡咯烷酮中,油浴60 ℃条件下制备酯化γ-多聚谷氨酸.②以酯化γ-多聚谷氨酸为单体,偶氮二异丁腈作引发剂,甲基丙烯酸羟乙酯作交联剂,充N2保护,80 ℃油浴,制备γ-多聚谷氨酸水凝胶.③采用细胞毒性实验、生物降解实验、皮肤刺激与致敏实验、全身急性毒性实验对γ-多聚谷氨酸水凝胶的生物安全性进行评价.结果:①酯化γ-多聚谷氨酸:酯化度为40%和50%的γ-多聚谷氨酸具有一定疏水性又能保持适当亲水性.②吸水性分析:酯化度为40%的γ-多聚谷氨酸水凝胶吸水率能够达到自身重量的44倍.③细胞毒性实验结果:L929细胞在γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液中形态正常;MTT检测表明γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液组毒性为0级或1级.④生物降解实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶在5 d后即能降解60%,在15 d时仅残余少量水凝胶,具有良好的生物降解性.⑤局部斑贴实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶各时段各部位无红斑和水肿反应,与阴性对照组相比无明显差别,皮肤刺激反应为0级.⑥皮肤致敏实验结果:移去斑贴物1,24,48 h后,试验动物贴敷部位均无红斑和水肿出现,反应积分小于1.根据皮肤致敏实验分级标准,γ-多聚谷氨酸水凝胶对豚鼠无明显的潜在致敏性.⑦全身急性毒性实验结果:γ-多聚谷氨酸水凝胶浸提液注射后24,48,72 h,小鼠体质量均无明显的变化,与阴性对照生理盐水组无明显差别,全身急性毒性实验为阴性反应.结论:以酯化后γ-多聚谷氨酸制备的水凝胶不仅具有高吸水性,同时还具有优良的生物安全性.     

甲基丙烯酸改性甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台的血管化

背景:聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶在生物体多器官的应用显示了良好的生物相容性。目的:观察通过甲基丙烯酸改性聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台的生物相容性和纤维血管化情况。设计:单一样本观察。单位:解放军总医院眼科,清华大学化工系高分子研究所。材料:选择清洁级新西兰白兔25只,雌雄不拘,体质量2.0～2.5kg,由解放军总医院医学动物实验中心提供。按术后2,4,8,12,24周5个时间点进行观察,每个时间点5只。甲基丙烯酸改性聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台由清华大学化工系高分子研究所提供。实验经伦理学委员会批准。方法:实验于2003-03/10在解放军总医院眼科实验室完成。右眼为手术眼,麻醉后开睑器开睑,沿角膜缘全周剪开球结膜后分离筋膜囊,分离眼外肌并做预置缝线后剪断肌肉,剪断视神经后完整摘除眼球,将直径为14mm的甲基丙烯酸改性甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台植入兔眼眶内,术后2,4,8,12,24周做SPECT检查,并在术后2,4,8,12,24周取出植入物进行光镜、免疫组织化学及电镜检查。主要观察指标:在体情况下通过同位素示踪观察不同时间义眼台血管化状态。离体情况下通过光镜、免疫组织化学、电镜观察不同时间义眼台血管化状态。结果:纳入新西兰白兔25只全部进入结果分析。①SPECT检查显示2周时植入物周边有同位素浓集,4周和8周时范围逐渐向内扩张,在12周时植入物从周边到中央均有同位素浓集且分布均匀。②光镜结果显示MMA改性聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台纤维血管增长从周边到中心,2周时已有纤维血管组织长入植入物的孔隙,孔隙中可见到长或圆的细胞,核深染,为纤维母细胞。植入物孔隙内血管结构清晰,可见血管壁及血细胞。炎症细胞主要是中性粒细胞和淋巴细胞,偶尔可见大的巨噬细胞存在。③扫描电镜显示植入物孔隙内有纤维组织生长,12周时纤维组织致密且相互交联,达到孔隙相通。④25只中共有1只术后出现结膜裂开,经二次手术修补愈后好,其余24只术后7d结膜充血症状减轻,结膜愈合。结论:经改性的聚甲基丙烯酸β羟乙酯水凝胶义眼台组织相容性好、血管化快,手术操作简单,并发症少,是一种安全、实用的新型眶内植入材料。     

复合生物敷料人发角蛋白-胶原海绵-聚甲基丙烯酸羟乙酯对大鼠烧伤创面的治疗作用

背景:作者在对人发角蛋白的机制研究和临床应用中提出了一个伞新的组织工程学概念--在体,原位组织工程.在该理论的指导下,拟以人发角蚩白-胶原海绵为支架,复合一种可作为药物缓释载体的聚甲基丙烯酸羟乙酯,探讨其在体内原位诱导周围组织细胞构建真皮的可行性.目的:以人发角蛋白胶原海绵为敷料内层,复合包裹药物虎杖的聚甲基丙烯酸羟乙酯载体,制各一种双层复合生物材料,观察其对烧伤创面的促愈合作用.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-03/12在南方医科大学组胚教研室完成.材料:选用雄性SD大鼠15只制备烧伤动物模型,将模型鼠完全随机分为3组:实验组,阳性对照组及阴性对照组.方法:①将在体内具有慢、中、快3种吸收速度的人发角蛋白组分材料编织成网孔为1 mm×1 mm的网格,与从牛跟腱中抽提Ⅰ型胶原溶液混合后放入模具,经真空冷冻干燥后制成海绵状膜(作复合内层敷料).②用聚合法制备聚甲基丙烯酸羟乙酯,再与药物虎杖一同成膜,制备药物缓释载体膜(作复合外层敷料).③用SD大鼠制备深Ⅱ度烧伤动物模型,烧伤后3 d做清创处理,清创后实验组用与创面相同大小的人发角蛋白胶原海绵-聚甲基丙烯酸羟乙酯复合敷料覆盖创面,阳性对照组用戊二醛猪皮覆盖创面.阴性对照组为单纯无菌纱布覆盖.主要观察指标:①术后以创面完全上皮化为标准,记录创面愈合时间并分别计算7,14,21 d愈合率.②于覆敷料后1,2,4,6,8周切取整个刨面及其周围组织,光学显微镜观察肉牙组织生长情况和免疫组织化学染色观察新生组织中的胶原纤维和弹性纤维形态.结果:①实验组创面覆盖后渗出明显减少且保持一定湿度,而阳性对照组创面较干燥:实验组及阳性对照组的创面愈合时间较阴性对照组提前(P=0.000);创面在7,14,21 d的愈合率均较阴性对照组高(P=0.000),且实验组在14 d的愈合率较阳性对照组高(P＜0.05).②覆敷料后2周,光镜下观察可见创面肉芽组织中有较细小的胶原纤维填充创面.实验组较其他2组明显.胶原蛋白及弹性蛋白的免疫组织化学染色显示:第2周,实验组创面真皮基质中,Ⅰ型胶原呈棕黄色细密条带状;且有少量破染成棕黄色细丝状的弹性纤维,阳性对照组不明显,而阴性对照组中弹性蛋白无阳情表达.第8周,3组创面均愈合良好.实验组及阳性对照组胶原纤维束改造塑形,无瘢痕形成趋势.阴性对照组真皮层组织排列紊乱.结论:人发角蛋白-胶原海绵聚甲基内烯酸羟乙酯/虎杖复合生物敷料可促进深Ⅱ度烧伤实验大鼠创面的愈合.     

乳酸-羟基乙酸共聚物缓控释微球的制备及突释成因与影响因素

背景:乳酸-羟基乙酸共聚物是一种生物可降解高分子材料,以乳酸-羟基乙酸共聚物为原料制备的载药微球和纳米粒既可提高药物的稳定性,又能实现缓释、控释和靶向释放.目的:分析乳酸-羟基乙酸共聚物缓控释微球的制备方法以及突释的成因、影响因素和改进方法.方法:应用计算机检索1990/2010中国期刊全文数据库和PubMed数据库与乳酸-羟基乙酸共聚物缓控释微球的制备及突释联系紧密的文章.结果与结论:目前乳酸-羟基乙酸共聚物缓释微球制备方法主要有单凝聚法、乳化-固化法、喷雾干燥法.造成其突释的原因首先是药物分子和聚合物分子之间的相互作用太弱,导致药物很容易从微球进入释放递质中,其次是在微球释放初期,药物从微球中的孔洞和缝隙中释放出来导致突释.影响突释程度的具体因素有乳酸-羟基乙酸共聚物的相对分子质量、浓度、微球载药量、主药理化性质、微球制备方法及制备参数等.虽然国内外对突释机制以及控制突释措施的研究都还处于初步阶段,通过对各影响因素加以适当优化与控制,可在一定程度上减少微球的突释率,突释问题应该能够得到解决和控制.