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1、TiO 纳米管载 pH 响应型胶束药物控释体系的研究2( 面上项目)、立项的背景和意义1牙列缺损及牙列缺失是口腔患者的常见病、发病，不仅直接降低患者的咀嚼效率，同时对患者的颜面部外形、全口牙齿咬合的稳定性、全身营养的均衡都有一定的影响。随着生活质量水平的不断提高 , 人们对牙齿修复体的要求已经不仅仅是满足于简单的咀嚼功能的恢复，更要求在修复过程中不损伤天然牙，修复体更舒适，修复牙齿更逼真等。因此，以钛材为基础的骨内种植技术应运而生，成为牙列缺损、牙列缺失和颌面部缺损最有效的修复手段之一，种植义齿以其不损伤临牙，美观，咀嚼功能强等不可替代的优点已经作为牙列缺损及缺失重要的修复方式被广泛应用于口腔

2、临床治疗。随着优质钛合金的出现及钛合金表面改性技术的发展，钛合金以其优异的综合性能（良好的生物相容性、机械强度、钝化能力、抗腐蚀性、与骨组织相近的低弹性模量等）成为牙种植体、颌面赝复体固定桩、骨内植入式假肢以及各种矫形材料等人体硬组织替代物和修复物的首选材料。据统计，每年我国植入牙种植体数百万颗，人工关节、脊柱装置、冠脉支架数十万件，骨折内固定器械数百万套。然而，由此引起的植入物相关性感染问题也逐渐凸显出来，成为临床上一个非常棘手的问题 1 。牙种植体由植体、 穿龈部分及上部结构三部分组成，植体材料基本为商业纯钛或TC4钛合金，钛植体经应力分析对材料形态和多结构优化设计，表面采用不同技术处理以

3、增大比表面积及使其在体内容易形成类骨磷灰石（ BLA）层，已实现材料与以上，完全可满足负重、承载修复体的应用50Mpa骨的化学性键合，其抗剪切力达要求；上部结构的修复可根据不同口腔情况的要求，基本实现形态和功能并举的目标。但在实际应用中，牙种植体仍有较高失败率，其基本表现为牙龈附着下移或牙周袋形成，牙槽骨吸收，最终种植体松动、脱落。大量报道对种植体失败的原因进行了分析，除应力过载或屏蔽致骨吸收外，种植体周围炎的发生和发展是其最终失败的重要表现和主要原因。因此，寻找有效的方法消除种植体相关感染具有非常重 要的临床意义，对钛合金种植体进行表面改性研究十分必要。种植体表面易感染的主要有两方面原因：一

4、、表面生物膜的形成；二、种植体 / 组织界面免疫能力低下。钛种植体在生理环境下其表面会吸附一层蛋白层，使钛表面适合于细菌聚集和生物膜形成 2-3 。生物膜是指附着在物质表面的微生物实体，是细菌在复杂多变的环境中，产生外部多糖包膜多聚体，使细菌相互粘连形成膜状物，它可以通过多种机制保护其内部的细菌不受攻击3 。此外，在种植体植入后的早期，种植体 / 组织界面血管分布量较少，防御能力较低，有利于细菌入侵从而发生感染。种植体手术的病人临床上常规会给予全身抗生素预防性治疗以阻止感染的发生 4,5 。然而，全身抗生素给药具有许多缺点，如靶点药物浓度低和全身毒副作用等。因此，从这些角度考虑局部抗生素给药更

5、有优势。目前已有多种方法实现植入体表面局部缓释给药，如在种植体表面制备各种涂层 6-7 ，采用共价结合的方法将药物固定在钛表面等方法 8 ；但是这些缓释方法存在药物载量少，且涂层易剥脱等缺点。 近年来一种新的局部药物缓释设计理念是在钛种植体表面用阳极氧化法形成 TiO2（二氧化钛）纳米级小管作为局部“药物纳米储存缓释器”，为种植体局部药纳米管中的释放主要受管孔结构支配（直径TiO2。药物在 9 物缓释提供了新思路和长度比），纳米管长径比对于药物释放率起着决定性作用，可以有效延迟或加速 10。目前延长药物释放的方法主要是减小TiO2 纳米管径，通过降低药物药物释放释放率来延长释放持续时间，但是此

6、法存在降低药物装载总量、纳米管直径调控范围有限（20-300nm），“突释”现象明显以及很难满足长时间（数周）药物连续释 11 。因此，放的临床需求等缺点如何增加可控孔径范围内 TiO2 纳米管的药物装载总量， 达到药物缓释的可控性，实现植入体表面缓释给药从而达到有效控制种植体周围炎十分重要。 12-14。它能包裹疏近年来，生物可降解聚合物胶束作为纳米药物载体备受瞩目水性药物，提高药物在水中的溶解度， 延长药物在体液中的循环时间另外，聚合物胶束的尺寸一般为 10 200nm，处于 TiO2 纳米管直径调控范围之内（ 20-300nm），装载入 TiO2 纳米管内可以避免聚合物胶束过早地被肾脏清

7、除和机体免疫系统吞噬，15值得注意的是，单纯 TiO2 局部用药可降低全身药物副作用和改善药物利用率纳米管装载聚合物胶束无法控制药物的释放量为靶向位点提供有效的药物浓度。刺激响应性胶束可根据内部刺激（如 pH、氧化还原电位、溶酶体酶）或外部刺激（如温度、磁场、光）快速响应，如溶解、溶胀或坍塌，从而达到在合适时间释放药物的目的，提高治疗疗效。在这些刺激中，pH响应性是使用最广泛的, 在正常人体组织， ph 值在 7.4 ，某些病理状态 ( 如炎症 ) 下，病灶组织局部由于缺氧导致无氧代谢而被酸化， pH值降低，在种植体穿龈或穿皮部位，由与细菌大量产酸，在菌斑内 ph 值甚至低至 5.5 。因此，

8、低 pH 值被视为炎症反应的重要标志之一。 因此，我们可以利用正常组织和炎症组织的ph 值差异，设计一种能对环境中pH值做出响应的TiO2 纳米管加载聚合物胶束的药物缓释系统。综上所述，充分利用TiO2 纳米管结构的可控性、聚合物胶束良好的稳定性、药物包封率及腙键的pH响应性能等优势，结合两者的优势对钛基体表面进行改性研究，从而达到钛种植体表面pH智能响应型药物缓释的目的，降低药物全身副作用，改善药物利用率。本项目在前期已成功采用阳极氧化法在纯钛基体表面制备TiO2 纳米管阵列，针对不同电压、电解质浓度、阳极氧化时间等因素对制备不同管径、长度TiO2 纳米管阵列的影响做了初步的实验和探讨，确定

9、参数后制备结构稳定的TiO2 纳米管，采用简易真空冻干法成功在TiO2 纳米管内直接加载阿莫西林，通过SEM、XRD、 EDS观测等手段对TiO2 纳米管进行表面观测及结构表征，同时在缓冲溶液中模拟体外药物释放，证实了钛表面TiO2纳米管结构直接装载药物呈现出药物“突释”现象，本项目拟在前期研究基础上，采用聚合物胶束良好的药物包封率和pH智能响应的优势，改善 TiO2 纳米管载药“突释”现象，从而建立一种新型种植体周抗炎药物缓释体系并实现释放速率的调控，模拟正常生理过程中出现种植体周围炎时药物的响应性释放，最大限度的降低种植体周围炎对种植体初期愈合产生的不良影响，促进种植体早期愈合、提植成功率

10、。、国内外现状和发展趋势2阳极氧化是指金属或合金的电化学氧化。在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。 虽然阳极氧化的历史已经超过50 年，但直到 1995 年，人们发现 16 等 Zwilling 通过优化阳极氧化条件可以形成高度有序孔阵列的氧化膜。 1999 年，第一次报道了在含氟离子溶液中，钛表面经过电化学阳极氧化得到 TiO2 纳米管阵纳米管制备设备要求较低，并可通过调整制备电压、电解质浓度、阳极氧 TiO2 列。化时间、 pH 值等参数获得一定管径和管长的TiO2 纳米管阵列，具有很好的生物相纳米管阵列

11、已广泛用于种植体表面处理方面的研究。TiO2 容性。目前近年来，在钛种植体表面用阳极氧化法形成TiO2 纳米级小管作为局部“药物纳米储存缓释器” 为种植体局部药物缓释提供了新思路。TiO2纳米管的制备是钛金属基片通过在电解质溶液中阳极腐蚀而获得纳米级小管，这种方法可以制得排列整齐的纳米管阵列，且纳米管与基体金属直接相连，结合非常牢固。 TiO2 纳米管具有良好的生物相容性，且其纳米管状结构有利于药物装载和缓释，已经使用TiO2 纳米管 17 。药物在 TiO2实现药物缓释纳米管中的释放动力学主要受孔结构支配（直径和长度比），纳米管长径比对于药物释放率起着决定性作用，可以有效延迟或加速药物 17

12、。目前延长药物释放的方法主要是减小TiO2 纳米管径，通过降低药物释放释放率来延长释放持续时间，此法存在降低药物装载总量、“突释”现象明显以及很难 18 。以满足长时间（数周）药物缓释的临床需求等缺点一些学者用各种方法对钛纳米管药物缓释进行调控。如采用PLGA和壳聚糖对钛纳米管管口进行封闭药物可以以零级速率缓释达6-8 周。还有一些学者采用电化学沉积法将羟基磷灰石沉积于钛纳米管管口，大大延缓了药物的释放速率。目前这些调控缓释的方法仅仅是针对早期的药物突释进行调控，这些缓释系统不能对组织的微环境做出反应，不管种植体周围组织是否存在感染，抗菌药物都按既定的方式进行 释放。 在正常生理状态下，人体组

13、织环境处于 pH=7.4 ，某些病理状态 ( 如炎症 ) 下，病灶组织局部由于缺氧导致无氧代谢而被酸化， pH 值降低，在种植体穿龈部位，由于值作为炎症状态的一 pH。因此，可以将低 5.5值甚至低至 pH细菌大量产酸，在菌斑内种典型特点，充分利用炎症状态与正常生理组织环境下pH 值的差异，设计一种对 pH 响应敏感的种植体表面改性体系。近年来，生物可降解胶束作为纳米药物载体备受瞩目。聚合物胶束是一类由两亲性共聚物在水溶液中通过自组装形成的纳米粒子，亲脂性的药物分子能通过物理包裹进入胶束的疏水内核，而亲水的壳层用来稳定胶束，聚合物胶束具有良好的生物相容性和生物可降解性。聚乙二醇（PEG）和聚（

14、 - 己内酯）（ PCL）是具有生物可降解性和良好生物相容性的材料，并已获得 FDA批准由PEG-PCL嵌段共聚物自组装形成的胶束作为纳米药物载体尤为常见但其存在降解缓慢和无刺激响应性等缺陷，从而阻碍了药物在靶向部位高效累积，降低了药物的有效利用率。目前，已有大量基于酸敏感键（原酸酯、腙和缩醛等）的响应性胶束的研究。其中，特别是腙键，它在中性条件下稳定，酸性环境中容易水解，并被广泛用于连接聚合物主链和各种活性治疗药物在已有的文献报道中，腙键常被用到pH敏感聚合物胶束中，且能在酸催化下快速水解，其结构合成简单，对酸灵敏度高，最19 报道了叶酸和细胞穿透等 pH敏感药物载体的酸可裂解官能团。 Wa

15、ng常被用来作为肽R7 修饰的含腙键PLGA-mPEG胶束，负载硫酸长春碱以后，在 pH=7.4 条件下 8 h 内释放了 35.8%. 而在 pH=5.0 条件下 8h 内释放了65.6%. 说明载药胶束释放呈pH依赖性。因此，充分利用官能团腙键敏感的 pH响应特点，结合PEG-PCL嵌段共聚物良好的生物相容性和生物可降解性，将其共聚物载药后装载入钛表面TiO2纳米管内，从而可获得智能响应的药物缓释体系。pH一种具有参考文献 1Campoccia D, MontanaroL, Arciola CR. The significance of infectionrelatedto orthope

16、dicdevicesand issuesof antibioticresistance.Biomaterials 2006, 27(11): 2331-2339.?2 Evan M. Hetrick, MarkH. Schoenfisch. Reducing Implant-RelatedInfections: Active Release Strategies. Chem Soc Rev2006,37(48)780-789.3 Dunne WMJr. Bacterial adhesion: seen anygood biofilms lately ChinMicrobiol Rev 2002

17、,15(2):155-166.4 Jahoda D, Nyc O, Pokorny D,et al. Antibiotic treatment for preventionof infectiouscomplicationsin jointreplacement.Acta Chir OrthopTraumatolCech 2006,73(2):108-114.5 Williams DN, Gustilo RB, Beverly R,et al. Bone and serum concentrationsof fivecephalosporindrugs.Relevance to prophyl

18、axisand treatmentinorthopedic surgery. Clin Orthop relate Res 1983,179:253-265.6Neut D, Dijkstra RJB, Thompson JI, et al. A gentamicin-releasingcoatingfor cementless hip prostheses Longitudinal evaluation of efficacyusing invitro bio-optical imaging and its wide-spectrum antibacterialefficacy. JBiom

19、ed Mater Res A, 2012, 100 (12): 3220-3226.7 Pichavant L, Amador G, Jacqueline C, et al. pH-controlled delivery ofgentamicin sulfate from orthopedic devices preventing nosocomial infections.J Control Release, 2012, 162(2): 373-381.8 Ketonis C, Barr S, Shapiro IM, et al. Antibacterial activityof bonea

20、llograft with of a new vancomycin-tethered allograft allografts:Comparisonloaded with adsorbed vancomycin. Bone 2011,48(3): 631-638.9Karan G, Moom SA, David F, et al. Local drug delivery to the bonebydrug-releasing implants:perspectives of nano-engineered titaniananotube873.arrays. Therapeutic Deliv

21、ery (2012) 3(7), 857 ,2012. 天津大学纳米管的制备及改性研究D. 10梁砚琴 . TiO2RegM. Ordered mesoporous materials in the context of drug 11Vallet-deliverysystems and bone tissueengineeringJ.Chemistry.2006 Aug7;12(23):5934-43.12 Basalious EB, Shamma RN. Novelself-assembled nano-tubular mixedmicelles of Pluronics P123, Pl

22、uronic F127 and phosphatidylcholinefor oralin transport and nimodipine: In vitro characterization, ex vivodelivery ofvivo pharmacokinetic studies. Int J Pharm. 2015 Sep30;493(1-2):347-56.micellesPolymericcomplex etLiu F， L Zhangal. ， L Liu， M 13 Li Y， Fengwithdouble drug-loadingstrategiesforfolate-m

23、ediateddeliveryJ. Colloids & Surfaces B Biointerfaces,paclitaxel2015,131 :191-201.14S Alejandroin mucosal drug delivery:Challenges towards clinical translationJ.Advances,2015,33(6 Pt 3):1380.， MR Maya. Polymeric micellesBiotechnology15 Y Cheng ， JHao ， LA Lee， MC Biewer， Q Wanget al.ThermallyControl

24、led Release of Anticancer Drug from Self-Assembled -SubstitutedAmphiphilic Poly( -caprolactone) Micellar NanoparticlesJ.Biomacromolecules,2012,13(7):2163-2173.16 V. Zwilling, E.Darque-Ceretti, A. Boutry-Forveille, et al. Structureand physicochemistry of anodic oxide films on titanium and TA6Valloy.

25、SurfInterface Anal 1999,27(7):629-637.17 S. P. Albu , A. Ghicov ,J. M. Macak ,et al. Self-Organized, Free-StandingTiO2 Nanotube Membrane for Flow-through PhotocatalyticApplications. NanoLett. 2007, 7 (5):1286128918 Vallet-Reg M. Ordered mesoporous materials in the context of drugdelivery systems and

26、 bone tissue engineeringJ. Chemistry. 2006 Aug7;12(23):5934-43.19 Wang Y, Dou L M, He H J, Zhang Y, Shen Q.Mol Pharmaceutics, 2014, 11(3):885-894.、研究内容、研究目标、拟解决的问题和今后研究思路3 （一）研究内容1. 微结构的制备：采用阳极氧化法在Ti 表面制备不同管径、长度的 TiO2 纳米管， 聚合物胶束装载的载体 （已部分完成） PEG-NH-N=CH-PCL构建在含 NH4F，H2O 和甘油的电解液中通过阳极氧化法在钛表面制备 TiO2 纳米

27、管阵 列。 纳米管阵列进行表征。 TiO2 对 聚合物胶束并载药制备PEG-NH-N=CH-PCL2.利用具有生物相容性和生物可降解的PEG和 PCL作为原料，采用开环聚合方法，合成PEG-NH-N=CH-PCL嵌段共聚物，并将腙键引入到 PEG-NH-N=CH-PCL的主链上，并以此为构筑单元制备共聚物胶束。取一定量的PEG-NH-N=CH-PCL和阿莫西林溶于，- 二甲基甲酰胺（ DMF）中，超声溶解后滴入磷酸盐缓冲溶液后离心处理，冷冻干燥上层清液得到载药胶束。采用动态光散射（DLS）测量聚合物胶束的粒径及粒径分布通过透射电镜（TEM）观察其形态结构，利用核磁共振证实腙键的成功引入，用UV

28、/Vis 可见光谱检测230nm 激发波长处的吸光度，绘制标准曲线，计算包封率和载药量。采用真空冻干法装载聚合物胶束3. 胶束。PEG-NH-N=CH-PCLTiO2纳米管内装载已完成药物包封的在在体外模拟体液中研究 PEG-NH-N=CH-PCL胶束的 pH 智能响应性释放，通过改变 纳米管管径比，选出能最大程度装载聚合物胶束的制备参数。TiO2生物学评价4.）体外细胞学评价1（对加载了含阿莫西林的pH响应型聚合物胶束的TiO2 纳米管进行生物相容性评价，以及体外模拟炎症环境下药物缓释对于种植体周围炎中常见致病菌中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑制作用。（二）研究目标本课题的主要目标是成功构建一

29、种安全、有效的种植体周pH 响应型局部缓释给药系统，以获得最大限度装载阿莫西林及聚合物胶束，充分发挥聚合物胶束 pH智能响应型释放药物的优势，模拟种植体周围炎情况下的低pH环境，最大限度的提高药物利用率，保证种植体的稳定性，提高种植成功率。其中包涵以下任务：（ 1）成功构建一种安全、有效的种植体周局部缓释给药系统， 获得 TiO2 纳米管 响应性释放药物的效果。 pH加载聚合物胶束实现 （ 2）体外模拟试验证实 TiO2 纳米管加载聚合物胶束 pH响应型释放药物， 抑制种植体周围炎的发生发展， 提高种植成功率。 （三）拟解决的问题如何控制聚合物胶束的粒径和TiO2 纳米管管径及管长，以期可以达

30、到最大载药纳米管的结构稳定性，是本项目亟需解决的问题。量和包封率的同时，保证TiO2 （四）今后研究思路利用本课题的实验基础，进一步探讨种植体周辅助给药应用，进一步研制更加“智能”的种植体药物缓控释系统，如不需要时药物不会从TiO2 纳米管中释放，而纳米管 TiO2 情况需要时在某种因素刺激下药物可以按我们设定的释放动力学药从中释放。并进一步开展体内试验研究，为其应用于种植临床奠定基础。在完成本课题的研究内容后，将申报浙江省自然科学基金以获得资金资助，使 研究工作继续发展， 推动种植体周辅助给药领域的进步。 、研究方法、技术路线和进度安排 4 （一）研究方法 纳米管阵列及表征 TiO2 阳极氧

31、化法法制备 。0.5mm2mm材料：纯钛片 1mm电解液： 0.50wt% NH4F+ 10vol% H2O 的甘油溶液。 DH1715A-5 型直流稳压电源提供阳极氧化所需电源 , 在 2060V 电压下阳极氧化一定时间后， 立即取出样品用二次 水超声清洗并晾干。表征：场发射扫描电镜（ SEM）和透射电镜 (TEM)观察分析试样表面形貌和内部结构， 纳米管组试样表面元素组成。 TiO2 分析 X 射线能量色散谱( EDS)并利用胶束及表征PEG-NH-N=CH-PCL开环聚合法制备试剂 1.1聚乙二醇（ PEG， Mn 5000）、对硝基苯基氯甲酸酯（NPCF）、对羟基苯甲醛（ PHB）、

32、- 己内酯（ -CL）、阿莫西林、吡啶、水合肼、锌酸亚锡（阿拉试剂公司）；二氯甲烷（ CHCl）、二甲基亚砜（ DMSO）、， - 二甲基甲酰胺（ DMF）（北京化工22厂）；其他为常用分析纯试剂的合成 1.2 PEG-NPCF 称取 PEG（100mg， 0.02mmol) 溶于 20mLCHCl中，用微量进样器向该反应体系中加入2216.11 L 吡啶，不断搅拌直至溶解 将 mL NPCF（ 200mg，0.99mmol）的 CHCl22 溶液逐滴加入到反应体系中，搅拌 24h，控制整个反应过程的温度为反应后，浓缩反应液并用石油醚、乙酸乙酯沉淀， 重复操作次后， 真空干燥至恒重， 即得 。

33、PEG-NPCF白色固体的合成 1.3 PEG-NH-NH2称取 PEG-NPCF（ 100mg，0.02mmol）溶于10mL无水乙醇，将 29.10 L 水合肼逐滴滴加到反应体系中， 90回流搅拌 48h冷却至室温后，浓缩反应液，加入石油醚、乙酸乙酯，使沉淀析出，用无水乙醇洗涤沉淀，重复操作次后，真空干燥即得淡黄色。固体 PEG-NH-NH2 的合成 1.4 PEG-NH-N=CH-OH称取 PEG-NH-NH（ 200mg，0.04mmol），PHB（ 20mg，0.016mmol）置于 Schlenk 瓶中， 2 用 mL的 DMSO溶解，加入滴无水乙酸， 抽真空充氮气循环次，密封 S

34、chlenk 瓶，于 65搅拌反应用石油醚、乙酸乙酯沉淀，过滤，重复操作次后，真空干燥即得白色固体的合成 1.5 PEG-NH-N=CH-PCL在 Schlenk瓶中，将 PEG-NH-N=CH-OH（100mg，0.02mmol）， -CL（ 130mg，1.14mmol），甲苯中，抽真空充氮气循环次，于5mL）溶于 0.05mmol， 20.25mg锌酸亚锡（110搅拌反应24h冷却至室温后，加入适量氯仿使反应物完全溶解，用冷乙醚沉。淀，过滤，真空干燥即得淡黄色固体PEG-NH-N=CH-PCL聚合物胶束的自组装1.6将 10mg聚合物加入到 1mlDMF中，超声直至溶解，然后逐滴滴加（滴

35、 /15s ） 10ml 蒸馏水， 室温搅拌 14h 后即得稳定的聚合物胶束 取 5mL胶束溶液转移至透析袋（ MWCO3000）中，用蒸馏水透析 48h，即得空白聚合物胶束。37条件下，采用动态光散射 （DLS）测量聚合物胶束的粒径及粒径分布 通过透射电镜 (TEM)观察聚合物胶束的形态结构将透析得到的聚合物胶束滴在铜网表面， 放在红外灯下， 待干燥 。200kVTEM检测，加速电压为后，采用 载药胶束的制备与体外释放 1.7将 5mg PEG-NH-N=CH-PCL和 2mg阿莫西林溶于 0.5mL DMF中，超声直至溶解，然后向溶液中逐滴滴加 (1 滴/15s)5mL 磷酸盐缓冲溶液（

36、pH7.4），室温下搅拌 24h将载药胶束溶液转移至透析袋（ MWCO30000）中，在磷酸盐缓冲溶液（ pH7.4 ）中透析 48h，在 12000r/min 下离心 15min，冷冻干燥上层清液得到载药胶束，整个过程在避光条件下进行配制不同浓度的阿莫西林溶液，在 37下，用 UV/Vis 可见光谱检测 230nm激发波长处的吸光度，绘制标准曲线为了测量载药量，将冻干的载药胶束溶于DMF中，检测其在 230nm处的吸光度值，并带入标准曲线方程中，包封率和载药量的计算公式 如下：包封率 =（负载到胶束中阿莫西林的质量 / 投入药质量） 100%载药量 =（负载到胶束 100%载药胶束质量） /

37、 中阿莫西林的质量纳米管及表征TiO2PEG-NH-N=CH-PCL胶束至真空冻干法加载用 PBS溶液将 PEG-NH-N=CH-PCL胶束配制成 0.5mg/mL 的溶液。在清洗并干燥完成的二氧化钛纳米管表面加载 PEG-NH-N=CH-PCL胶束。每次在二氧化钛纳米管表面移液管滴加 10 L PEG-NH-N=CH-PCL胶束溶液，尽量铺匀整个表面。然后将试样放入冻干机中，在温度设定为室温，抽真空，干燥2h。重复上述加载步骤，直到每片试样加载到100ug(A 组， n=5)或每片加载到200 ug (B组， n=5) 。在最后一次加载蛋白干燥后，每一试样用移液管吸取 500 L PBS 快

38、速冲洗表面，移除未与纳米管牢固结合多余的BSA。收集冲洗液，保存用于后续分析。实验重复3 次。加载量 D1，冲洗下来的量是 。 =(D1-D2)/D1 ，那么加载效率为: D2 体外模拟炎症状态下阿莫西林释放测试将试样放入24 孔板中，500L SBF中浸泡，分两组，分别为pH7.4和5.5 ，置于每分钟70 转的摇床上，在一定时间间隔内 （ 1h、3h、5h、10h、 24h、 3d、5d、 7d、 10d、 20d、 30d、40d、 50d）收集 200 L 液体备用，再加入新鲜的 200 L SBF 。收 法检测浓度，计算释放的剂量，绘制释放曲线。集的液体用 ELISA 抗菌性能检测将

39、载有含阿莫西林的聚合物胶束组、对照组（仅装载阿莫西林） 、空白对照组（不装载药物）的钛片裁成 1mm1mm大小，每组个三个样本，灭菌放置，备用。再将金黄色葡萄球菌接种于三组材料表面培养 24 小时，将洗脱液于琼脂平板上均匀推 小时后平板计数。 开，需氧培养 24 100%cfu 对照组菌落数 cfu)/ 实验组菌落数 cfu- 对照组菌落数 =( 抗菌率（二）技术路线纯钛片阳极氧化纳米管阵列TiO2真空冻干法 PEG-NH-N=CH-PCL胶束纳米管阵列载药TiO2在体外模拟体液中研究阿莫采用对照组和实验组进行（三）进度安响应型释放动力 p 菌性能检西林） 2018.1-2018.1第一年度（

40、资料收集，调研、课题设计完善； 1.纳米管阵列制备及检测 TiO22 胶束制备及其表征PEG-NH-N=CH-PCL3.pH响应型）：2019.1-2019.12第二年度（胶束装载 PEG-NH-N=CH-PCLTiO21.完成纳米管内胶束性能检测PEG-NH-N=CH-PCL纳米管负载 2. TiO2载阿莫西林聚合物胶束的缓释动力学研究及其调控3.）：2020.1-2020.12第三年度（细胞生物学评价及抗菌性能检测1.结果分析，综合评价，课题结题，成果鉴定2.、主要创新点5 本课题针对目前钛种植体表面抗菌药物缓释存在的问题，设计了一种新型的智能药物缓释系统，利用炎症和正常组织的PH差异，实

41、现种植体微环境对抗菌药物释放的智能调控；改变了目前钛种植体表面药物缓释系统仅仅按照既定程序释放而不能对组织微环境作出相应响应的缺点，提高抗菌效率。在钛纳米管表面实现PH响应的药物缓释系统， 为种植体体表面生化修饰和药物缓释提供了新思路。、项目预期成果、 考核指标 61. 成功将腙键引入到两亲性嵌段共聚物PEG-NH-N=CH-PCL的主链上，实现聚合物的pH 响应特性，制备载药胶束。响应型药物缓释。纳米管内，并实现pH2明确载药胶束最大程度的装载入TiO2 不影响钛种植体表面的生物矿化和细胞活力。钛种植体均具有良好的生物相容性，3.4. 细胞生物学实验结果证实，在炎症状态下ph 响应药物缓释系

42、统有更好的抗菌效果，更有利于炎症状态下，种植体周围骨结合。 5. 在国内外核心期刊上发表论文2 篇，其 项。1 篇，申请国家发明专利源刊文章中SCI1 、现有工作基础和条件7课题组人员组成及实验室条件(1)项目申请者长期从事口腔相关生物材料研究，已经在CarbonhydrateIF=2.453),（ of Molecular SciencesPolymers(IF=3.628),International JournalAdvanced Materials Research，中国组织工程医学研究 、口腔医学研究发表文章数篇，其中以第一作者发表SCI 论文 3 篇，以通讯作者发表EI 论文 1

43、篇，具有一 定的生物材料研究经验。项目组成员均具有生物材料研究经验，发表多篇论文。 申请者所在口腔材料研究所一贯强调口腔医学特色，以牙颌面修复重建为研究主线，开展生物材料研制和评价，先后承担国家、部省级课题多项。本课题组前期研究为本项目钛表面改性材料制备进行了系统的工作。所在单位设备齐全，测试手段完整，已有设备包括扫描电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜、X 射线光电子能谱分析、冷冻干燥设备、真空干燥设备、恒压稳压电、百级细胞培养净化室，细胞及分子生物学研究工作所需的设备和仪器，如：细胞活力仪、流式细胞仪、实时荧光定量PCR仪、水平电泳槽、凝胶成像系统、低温离心机、激光共聚焦显微镜、 Micr

44、o-CT 仪等较为齐全的研究手段和设备。 具备以上条件将给本项目的实施及计划落实提供可靠保证。另外，本研究所需的试剂和原料（包括国外公司产品）均可在 国内购得，实验所需的细胞株、标准菌株本课题组实验室均具备。综上，本项目所开展的工作在理论上、研究的内容和技术手段、研究人员的前期工作基础、目前的实验室条件评价可行，并有望达到预期目标。发表的相关论文：1.Preparation?and?Characterization?of?Lanthanum-Incorporated?Hydroxyapatite?Coatings?on?Titanium?Substrates.International?Jou

45、ranl?of?Molecular?Sciences.2015.16.21070-210862.In vivo evaluation of insitu polysaccharide based hydrogel for preventionof postoperative adhesion. CarbohydratePolymers,2012,90(2):1024-1031.3.Sol-Gel-DerivedHydroxyapatite-Carbon Nanotube/Titania Coatings onTitaniumSubstrates.InternationalJournalof M

46、olecularSciences ，2012,13(4):5242-5253.4.Effectsof Shaking Frequency on Growth andAdhesion Behaviour ofStreptococcus Mutans,2013,749:p206-2105. Hierarchical structureand mechanical properties of remineralized dentin.J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2014, 40, 297-306.6. Biomimeticpromotion of dentin remineralization using L-glutamic acid:inspiration from biomineralization proteins, JOURNAL OF MATERIALSCHEMISTRYB,2014, 2: (28): 4544-45537. Prosthodontic Rehabilit