开题报告

有机/无机杂化纳米磷酸钙的制备及其作为抗菌药物载体的应用研究,研究生: *学 号：12070305*导 师: *（教授）化 环 学 院,结构,选题背景及意义,实验方案,实验进度及安排,骨髓炎是一种因感染微生物并导致骨骼破坏而引起的骨炎症当细菌在外来骨或者手术伤口处获得生存条件时，最终将演变为骨髓炎,骨髓炎,骨髓炎,骨髓炎的常规治疗方法清创手术对骨缺失处进行填充软组织覆盖全身抗生素治疗,杀死细菌防止细菌生长,定点给药,抗菌剂,有机,抗生素,季铵阳离子,无机,Ag, Zn,药物载体,药物,药物,常见的包载抗菌药物的外植骨生物材料有：聚合物：不可降解生物材料：PMMA；可降解生物材料：PLA, PLGA, PCL，天然高分子：交联淀粉，胶原蛋白，壳聚糖无机材料: CaSO4, 生物玻璃，磷酸钙(Dsvaux et al. 2002; Characterization of crosslinked high amylose starch matrix implants: 2. In vivo release of ciprofloxacin; Rauschmann et al. 2005; Neut et al. 2009; Xie et al. 2009; Neut et al. 2003; Neut et al. 2001; Uskokovic et al. 2013),具报道，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为外植骨生物 材料，具有良好的生物相容性和优异的机械性能，但是却不能够生物降解，另外，微生物能够在其表面粘附生长，可能会增加细菌对抗生素的耐药性。PMMA包裹的抗菌药物很难从PMMA中扩散出来，Danille Neut等(Neut et al. 2003)研究发现PMMA对于庆大霉素的载药释放时间长达5年之久，这样会使得细菌产生耐药性能，从而引发更严重的感染问题,对于可降解聚合物虽然能够将大部分的抗菌药物释放出来，可根据其可降解性能来进行裁剪而应用于不同的场合。但是诸如此类可降解聚合物的酸性降解产物会使得骨的再生能力降低，而影响病人的康复(Neut et al. 2009)。,交联淀粉虽然具有很高的载药能力和持续药物释放能力(Dsvaux et al. 2002)，但其在水中表现为一种不可逆的粘弹体，因此交联淀粉在水中的机械性能不稳定(Ravenelle et al. 2002)，所以不适合用作用作外植骨载药系统。,无机材料如CaSO4 对运载抗菌药物表现出了很好的吸附能力和吸附率然而CaSO4具有很高的瞬态的细胞毒性，可能会进一步引发炎症(Rauschmann et al. 2005)(Wenke et al. 2006),纳米磷酸钙nCaP,磷酸钙(CaP)作为脊椎动物体内骨的主要无机成分,生物相容性,骨诱导性,pH响应,纳米磷酸钙,结构决定性能，而性能决定应用磷酸钙这些优异的生物性能也使得其在生物医学领域得到了广泛的应用。nCaP中和了PMMA不能生物降解这一缺点，而且无生物毒性和优异的骨诱导和促进新骨生长的能力，使得其在治疗骨髓炎方面具有潜在的医用价值。,目前对于CaP载抗菌药物如：万古霉素、克林霉素、环丙沙星、青霉素以及无机抗菌剂银等都作了相关的报道(Makarov et al. 2014)(Stallmann et al. 2004)(Pourdanesh et al. 2014)(Kumar et al. 2014)(Uskokovic and Desai 2014)(Rajendran et al. 2014)(Lee and Murphy 2013),CaP的合成方法,CaP怎么合成呢？,改性剂,有机,无机,Mg2+, Zn2+, F-， Fe3+,Makarov.C 等以CaP和PCL复合作为外植骨材料包载抗生素-万古霉素，研究了CaP-PCL复合材料在不同万古霉素包载量和不同CaP晶相下在体外的药物释放动力学。其合成的nTCP因为团聚而在PCL中分散不均，而使得其对药物的释放同大颗粒 的 TCP-PCL释放曲线相同，其原因在于单纯的CaP很难分散于聚合物PCL中。,G. Suresh Kumart等合成了羟基磷灰石载环丙沙星纳米粒子，并做了体外药物释放研究，其合成纳米粒子的方法是混合共沉淀法。其结果表明HA对于环丙沙星的载药率小于10%，载药率随着初始环丙沙星浓度的增加而增大。药物的释放曲线如图,对于研究抗菌药物的研究，上述的都是基于结晶度较高 的-TCP和HA作为载体，由于较高的结晶度，使得粒子的结构比较紧密，从而对于吸附抗菌的药物就相对较弱 。,具有无定形的磷酸钙（ACP),HA,ACP,TCP,nACP比HA和TCP更适合用作包载抗菌物并用作骨修材料,ACP,晶型转化,HA,表面接枝,苯基膦、次氨基三亚甲基三膦酸酯（NTP）、油烯磷酸酯、羧乙基磷酸,羧甲基壳聚糖、PLLA、PCL、PEG和PMMA与PBMA等,空间位阻法,Ca2+,PO43-,pH=10.5,HA,有机膦,小分子双膦酸,PO43-,N,Ca2+,pH=10.5,结构,选题背景及意义,实验方案,实验进度及安排,课题的研究内容及创新点,研究内容以不同的合成方法：微波-水热 法和共沉淀法合成有机杂化纳米磷酸钙，并研究两种方法对最终结果如结晶，形貌的影响研究纳米磷酸钙作为骨修复材料的载抗菌剂的性能，包括载抗生素和载银,创新点合成方法：微波-水热法，共沉淀法利用空间位阻效应和有机改性剂，制备了能够稳定存在的球形/棒状无定形磷酸钙，并具有很强的载药能力和很长的药物缓释效果空间位阻效应我们设计并合成了具有双亲的共嵌段聚合物膦酸酯，用以制备nACP。随后再利用nACP作为抗菌剂的载体，研究其载药及药物缓释能力和载抗菌药物的抗菌能力,课题的研究内容及创新点,结构,选题背景及意义,实验方案,实验进度及安排,实验相关数据,有机双膦酸改性合成可再分散的无定形磷酸钙无定形磷酸钙对抗菌药物的载药及释放和抗菌测试长链聚合物单膦酸酯和双膦酸改性合成无定形磷酸钙及其对抗菌药物的载药及释放和抗菌试验,有机双膦酸改性-共沉淀法合成可再分散的无定形磷酸钙（DNBP/ACP),有机膦的浓度,有机双膦酸改性合成可再分散的无定形磷酸钙,粒径分析,70%的有机双膦酸改性合成nACP: a) 粒径分布图，b) 不同温度下的平均粒径,a,b,有机双膦酸改性合成可再分散的无定形磷酸钙,a,b,c,DNBP/ACP对克林霉素的载药及释放,载药率：17.65%包封率：15%,实验安排,