胶原基角膜植片的生物相容性评价及抗感染功能化改性研究

发布时间：2020-05-14 20:13

【摘要】：感染性角膜炎是人类致盲的主要病因之一,特别是在我国和其他发展中国家更为突出。为了使得这类病患重新获得光明,目前唯一被广泛接受且有效的治疗方法是移植捐献的健康角膜。但供体的严重匮乏,使得利用天然生物材料替代或修复角膜组织制备角膜植片成为研究的热点。此外,感染性角膜炎术后感染复发是角膜移植术失败的重要原因,临床上通常局部应用药物(如眼药水)来预防。但药物生物利用度不高,为疾病的治疗带来较大困难。因此,寻求一种具有药物缓释功能的角膜植片意义重大。本论文主要内容如下:1)首先对本课题组开发的胶原基角膜植片进行了体内生物相容性评价,初步建立了实验动物模型及手术和护理方式,为该类材料开展动物型式检验提供参考。动物实验结果表明:植片具有良好的生物相容性,能够有效促进角膜上皮化进程。但缝合眼睑对抑制植片降解或脱落无明显作用,建议今后动物实验不采取此步骤。实验中观察到植片缝合强度欠佳,尚无法满足角膜移植手术的需求,且新西兰兔术后易出现感染情况,应赋予植片抗感染功能。2)利用2-碘酰基苯甲酸(IBX)氧化法合成出β-环糊精二醛,该化合物不仅可用于胶原的交联剂,还可利用环糊精疏水性空腔负载眼科常用抗感染药物。将β-环糊精二醛与三种分别针对细菌、真菌和病毒的药物氧氟沙星、伏立康唑和更昔洛韦进行包合,FTIR、PXRD和ROESY测试结果均表明包合物被成功制备,包合率分别为81.2%、57.5%和76.8%。将上述载药的β-环糊精二醛用作胶原交联剂,制备出具有适宜力学强度同时能够缓释药物的一体化胶原基角膜植片。理化性能结果表明,三种抗感染胶原膜具有与天然角膜近似的层状结构和饱和含水率。相比EDC/NHS交联胶原膜,抗感染胶原膜拉伸强度提高约一倍,且透光率和耐酶解性能均有所改善;细胞实验表明人角膜上皮细胞可在三种抗感染胶原膜上正常粘附和增殖,具有良好的体外生物相容性;药物缓释结果证明了三种抗感染胶原膜均具有至少一周的药物释放效果;抑菌圈结果又证明了抗细菌胶原膜(β-CD-DA/OFLX-Col)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌作用,抗真菌胶原膜(β-CD-DA/Vor-Col)对烟曲霉菌抑菌效果明显。综上所述,抗感染角膜植片在感染性角膜炎的治疗方面具有潜在应用价值。
【图文】：

示意图,二醛,β-环糊精,示意图

羧甲基纤维素（DCMC）[61]、海藻酸二醛（ADA）[62]等。此类交联剂与胶般认为是醛基与胶原中的氨基发生席夫碱反应形成交联体系，从而提高胶原。以上研究均可证明，二醛类交联剂能够显著提高胶原力学强度和热稳定持胶原的结构完整性，并且没有产生细胞毒性。蔡洁[65]利用 IBX 氧化 β-环糊精中两个羟基制备出 β-环糊精二醛（如图 1-1） β-环糊精二醛作为交联剂来改性胶原，并检测交联前后胶原各方面性能的评价交联剂的应用效果。研究结果表明，β-环糊精二醛成功的与胶原发生了联并未造成胶原三股螺旋结构的破坏。此外，β-环糊精二醛能够有效的交联交联度可达 81.4%，且 β-环糊精二醛交联后的胶原热稳定性得到极大改善。醛交联后的胶原溶胀度明显低于纯胶原，微观多孔相连通结构使得交联后进细胞的粘附和增殖更加有利。酶解性能测试出 β-环糊精二醛能够延缓胶间，细胞检测结果表明 β-环糊精二醛无论在使用浓度下或交联胶原后基本。综上，该类交联剂可用作胶原交联改善其作为组织工程材料存在的诸多不

β-环糊精,氢原子,环糊精

最近的研究表明，环糊精是提高眼科药物的水溶解度、水稳定性和生物可得添加剂，，并能减少药物的刺激。但目前还没有将环糊精与材料相结合并负载作为功能性角膜植片应用于感染性角膜炎研究的报道。环糊精在药物制剂中的应用.1 β-环糊精β-环糊精（β-CD）是淀粉经酶解得到的由 -1,4 糖苷键将七个葡萄糖单元连接状低聚糖[78]。β-CD 的形状像甜甜圈，或者更准确地说，是由吡喃葡萄糖的椅形成中空的截锥体。其外表面由于带有大量的羟基而呈现亲水特性，其中七基位于开口小的一端。而内部由于骨架碳和葡萄糖残留物的醚氧键的存在而个具有相对疏水特性的中央空腔。图 1-2 为一种广泛使用的 β-CD 结构示意图D结构中 H-3'和 H-5'位于疏水空腔内部，H-1'，H-2'，H-4'则位于亲水的腔体外
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R779.6;R318.08

【参考文献】