CN114699512B - 一种甲状旁腺激素缓释药物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医药技术领域,特别是涉及一种甲状旁腺激素缓释药物及其制备方法,所述甲状旁腺激素缓释药物包括至少一层控释层和至少一层载药层;所述控释层包括缓释降解凝胶,所述缓释降解凝胶包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乳酸、壳聚糖、透明质酸、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠中的至少一种;所述载药层包括甲状旁腺激素和药学上可接受的载体。本发明解决现有技术中皮下注射PTH疗效不足的问题。本发明的甲状旁腺激素缓释药物可放置体内,属于局部缓释剂型,实现PTH脉冲性持续释放的效果,使PTH局部作用于骨折区域,靶向定位的进行药物释放过程,从而促进成骨。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域,特别是涉及一种甲状旁腺激素缓释药物及其制备方法。
背景技术
PTH是一种84个氨基酸的肽类激素,在钙调节和骨重塑等生理过程中发挥重要作用。 PTH(1-34)是一种由PTH的N端衍生的34个氨基酸的肽,保留了PTH的大部分功能。2002年美国FDA将rhPTH 1一34批准上市,用于治疗骨质疏松症,增加骨质强度,降低绝经期妇女骨折发生几率。目前PTH是唯一一种被FDA批准可促进成骨的药物。
甲状旁腺激(PTH)是具有骨合成效应的激素类药物,实验研究显示间隙性皮下注射PTH 可以增加骨量,提升骨强度。同时实验显示间隙性小剂量皮下注射PTH可促进骨折愈合,但临床应用皮下注射PTH可能因患者依从性差和靶器官生物利用度不足而降低疗效,同时多次皮下注射剂量较高的PTH对患者而言也是一笔较高的经济负担。目前尚缺乏PTH局部缓释剂型,实现PTH的精准目标作用于骨折区域。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种甲状旁腺激素缓释药物,用于解决现有技术中皮下注射PTH疗效不足的问题,同时,本发明还将提供一种甲状旁腺激素缓释药物的制备方法。本发明的甲状旁腺激素缓释药物可放置体内,属于局部缓释剂型,实现PTH脉冲性持续释放的效果,使PTH局部作用于骨折区域,靶向定位的进行药物释放过程,从而促进成骨。
为实现上述目的及其他相关目的,
本发明的第一方面,提供一种甲状旁腺激素缓释药物,所述甲状旁腺激素缓释药物包括至少一层控释层和至少一层载药层;
所述控释层包括缓释降解凝胶,所述缓释降解凝胶包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乳酸、壳聚糖、透明质酸、羧甲基壳聚糖、海藻酸钠中的至少一种;
所述载药层包括甲状旁腺激素和药学上可接受的载体。
本发明将PTH间歇性用药的特点转移到局部载药体系,达到脉冲释放的目的。
于本发明的一实施例中,所述缓释降解凝胶包括聚乙烯醇、壳聚糖、羧甲基壳聚糖中的至少一种;
所述载体为聚乙烯醇、聚乳酸、透明质酸、海藻酸钠中的至少一种。
于本发明的一实施例中,所述缓释降解凝胶包括聚乙烯醇和羧甲基壳聚糖;所述载体为海藻酸钠。
于本发明的一实施例中,所述聚乙烯醇和羧甲基壳聚糖的体积比为1:(0.1~100)。
于本发明的一实施例中,所述聚乙烯醇和羧甲基壳聚糖的体积比为3:(5~10)。
于本发明的一实施例中,所述聚乙烯醇和羧甲基壳聚糖的体积比为3:7。
于本发明的一实施例中,所述甲状旁腺激素缓释药物包括交错堆叠的控释层和载药层。
于本发明的一实施例中,所述控释层的直径>载药层的直径。控释层的直径大于载药层,使边缘封闭,避免药物的泄漏释放。
本发明的第二方面,提供一种制备上述甲状旁腺激素缓释药物的方法,包括如下步骤:
步骤一、将缓释降解凝胶制成控释层,将甲状旁腺激素和载体混合形成后制成载药层;
步骤二、将载药层和控释层逐层堆叠,相邻的控释层的边缘贴合,即得甲状旁腺激素缓释药物。
于本发明的一实施例中,包括如下步骤:
S1、将缓释降解凝胶平铺在模具,流延成膜形成控释层;
S2、将甲状旁腺激素和载体混合得到凝胶A,将凝胶A平铺至控释层上,流延成膜形成载药层;
S3、重复S1和S2步骤若干次后,将相邻的控释层的边缘贴合,即得甲状旁腺激素缓释药物。
如上所述,本发明的一种甲状旁腺激素缓释药物及其制备方法,具有以下有益效果:
1、上述甲状旁腺激素缓释药物采用控释层和载药层多层叠加,使药物脉冲性释放,达到多个波峰的目的。一层控释层降解溶胀,暴露其下封闭的载药层,载药层迅速药物释放后,载药层的下一控释层开始降解溶胀,依次将层层载药层的药物释放出来,最终达到脉冲性释药的结果。
2、该甲状旁腺激素缓释药物采用的构建材料均具有良好的生物相容性,实验已验证过材料的体内相容性及安全性能。
3、该甲状旁腺激素缓释药物将传统的PTH持续皮下注射方式,改进为局部载药直接作用于靶点,减少了患者多次注射痛苦,节省了经济费用,同时PTH直接作用于靶点对PTH也能进一步提高生物利用度。
附图说明
图1为PTH局部缓释体系的构建方法。
图2为实施例1中控释层与载药层的实物图。
图3为实施例2中控释层与载药层的实物图。
图4为实施例3中控释层与载药层的实物图。
图5为实施例4中控释层与载药层的实物图。
图6为实施例1中控释层的扫描电镜图。
图7为实施例2中控释层的扫描电镜图。
图8为实施例3中控释层的扫描电镜图。
图9为实施例4中控释层的扫描电镜图。
图10为实施例4中甲状旁腺激素缓释药物的剖面微观形态扫描电镜图。
图11为图10的方框处放大示意图。
图12为图11的方框处放大示意图,图中☆为星形区,结构较为平整,即为海藻酸钠载药层;图中□为框形区,颗粒状结构,即为CMCS/PVA的混合膜控释层。
图13为实施例1-5中控释层的表面接触角。
图14为不同控释层单层膜材质在体外降解率曲线图。
图15为不同控释层材质的溶胀动力学率曲线图。
图16为实施例1-4中甲状旁腺激素缓释药物体外降解20天的降解率曲线图。
图17为实施例1-4中甲状旁腺激素缓释药物在体外PBS(pH=7.4)浸泡10天内pH值。
图18为实施例1的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态。
图19为实施例2的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态。
图20为实施例3的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态。
图21为实施例4的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态。
图22为实施例1中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图。
图23为实施例2中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图。
图24为实施例3中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图。
图25为实施例4中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图。
图26为甲状旁腺激素缓释药物植入过程。
图27为甲状旁腺激素缓释药物植入过程。
图28为甲状旁腺激素缓释药物植入过程
图29为将实施例1~4的甲状旁腺激素缓释药物分别植入大鼠背部。
图30为3天后的大鼠植入区域照片。
图31为5天后的大鼠植入区域照片。
图32为16天后的大鼠植入区域照片。
图33为10天后的大鼠植入区域照片。
图34为25天后的大鼠植入区域照片。
图35为实施例3中甲状旁腺激素缓释药物与细胞共培养体系的生物显微镜示意图。
图36为实施例4中甲状旁腺激素缓释药物与细胞共培养体系的生物显微镜示意图。
图37为体外释药数据,曲线为PTH释放累积量占总体系PTH含量的比例,折线为每日 PTH释放累积量。
图38为实验组和对照组的每日血清内PTH浓度。
图39为术后1周各组大体形态学观察。
图40为术后2周各组大体形态学观察。
图41为术后3周各组大体形态学观察。
图42为术后4周各组大体形态学观察(保留钛板钛钉)。
图43为术后4周各组大体形态学观察(拆去钛板钛钉)。
图44为术后1周各组X线图。
图45为术后2周各组X线图。
图46为术后3周各组X线图。
图47为术后4周各组X线图。
图48为术后1周各组HE染色组织形态。
图49为术后2周各组HE染色组织形态。
图50为术后3周各组HE染色组织形态。
图51为术后4周各组HE染色组织形态。
图52为兔下颌骨骨折愈合状况评分。
图53为兔下颌骨骨折病理组织学评分。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
PTH局部缓释体系的构建方法,具体如图1所示,包括如下步骤:
制备控释层:将羧甲基壳聚糖(CMCS)与聚乙烯醇(PVA)配置为凝胶,一定比例共混,成为共混凝胶,流延成膜,构成一层薄膜状结构;
制备载药层:将甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)与海藻酸钠(Alginate)混合为凝胶,也通过流延成膜的方法,构成薄膜状的载药层,承载药物;
PTH局部缓释体系:控释层与载药层多层叠加构建为PTH局部缓释体系,使药物的释放最终达到脉冲性、持续性的释放。
上述PTH(1-34)购置于Tocris公司(英国)。
上述控释层的羧甲基壳聚糖(CMCS)与聚乙烯醇(PVA)的比例可以根据不同的混合比例,调控膜片的降解速率和溶胀性,从而选择合适的混合比例应用于局部载药体系。因此本次试验中采用CMCS/PVA的共混膜作为甲状旁腺激素缓释药物的控释层。
上述控释层可以构建100%CMCS、高含量CMCS(70%CMCS/30%PVA)、中含量CMCS(50%CMCS/50%PVA)及低含量CMCS(30%CMCS/70%PVA)等不同混合比例,检测了不同比例CMCS/PVA共混膜的体外降溶解度、溶胀度、降解介质PH值、亲水性、大鼠体内相容性及体内降解速率,最终选择合适比例的CMCS/PVA共混膜来进行缓释体系构建。
上述PTH局部缓释体系的最外层可以用控释层,也可以用载药层。
下述实施例为了便于统一实验数据内容,由此将载药层完全包封在内部。但从实际使用来看,最外部有一层载药层,对于整个体系的释药并无影响。
实施例1
一种甲状旁腺激素缓释药物的制备方法,包括如下步骤:
S1、制备控释层:将4%的质量体积比的CMCS凝胶吸取250μl,流延成膜在直径为2.5cm 圆形模具上,流延成膜构成厚度约为30μm的控释层;
S2、制备载药层:2μg的PTH和100μl的2.5%(w/v)海藻酸钠凝胶混合形成凝胶A,滴加在控释层上方中央区域,凝胶A并不会铺满2.5cm模具,自然流延,形成直径约1-1.5cm、厚度约为20μm的膜状结构干燥后为载药层;为保证PTH活性,操作过程冰上操作,在4℃条件下干燥;
S3、制备PTH局部缓释体系:按照S1和S2的步骤依次制备控释层和载药层,控释层共计8层,载药层共计7层,PTH局部缓释体系共含14μg PTH,PTH局部缓释体系厚度约为 300~360μm。
实施例2
将4%的质量体积比的CMCS凝胶和4%的质量体积比的PVA凝胶按照体积比为7:3混合形成凝胶B,其余部分与实施例1相同。
实施例3
将4%的质量体积比的CMCS凝胶和4%的质量体积比的PVA凝胶按照体积比为1:1混合形成凝胶B,其余部分与实施例1相同。
实施例4
将4%的质量体积比的CMCS凝胶和4%的质量体积比的PVA凝胶按照体积比为3:7混合形成凝胶B,其余部分与实施例1相同。
实施例5
凝胶B为4%的质量体积比的PVA凝胶,其余部分与实施例1相同。
将实施例1~5制得的甲状旁腺激素缓释药物按照如下方法进行检测,检测结果如下:
一、控释层和载药层的形态
1、实物图
图2为实施例1中控释层与载药层的实物图,图3为实施例2中控释层与载药层的实物图,图4为实施例3中控释层与载药层的实物图,图5为实施例4中控释层与载药层的实物图。
2、扫描电镜图
图6为实施例1中控释层的扫描电镜图。图7为实施例2中控释层的扫描电镜图。图8为实施例3中控释层的扫描电镜图。图9为实施例4中控释层的扫描电镜图。图10为实施例 4中甲状旁腺激素缓释药物的剖面微观形态扫描电镜图。图11为图10的方框处放大示意图。
图12为图11的方框处放大示意图,图中☆为星形区,结构较为平整,即为海藻酸钠载药层;图中□为框形区,颗粒状结构,即为CMCS/PVA的混合膜控释层。
二、控释层的比例优化实验
1、控释层的接触角
图13为实施例1-5中控释层的表面接触角,从图中可以看出,PVA的比例越高,控释层的表面接触角越小。
2、控释层的体外降解率
图14为不同控释层单层膜材质在体外降解率曲线图,从图中可以看出,PVA的比例越高,单位时间内控释层的体外降解率越低。
3、控释层在PBS(pH 7.4)中的溶胀动力学(n=3)
图15为不同控释层材质的溶胀动力学率曲线图,从图中可以看出,PVA的比例越高,单位时间内控释层的体外溶胀率越低。
4、实施例1-4中甲状旁腺激素缓释药物体外降解20天的降解率(n=3)
图16为实施例1-4中甲状旁腺激素缓释药物体外降解20天的降解率曲线图。从图中可知, PVA的比例越高,单位时间内甲状旁腺激素缓释药物体外降解率越低。
5、实施例1-4中甲状旁腺激素缓释药物在体外PBS(pH=7.4)浸泡10天内pH值如图17 所示,图17中*表示p<0.05、**表示p<0.01、***表示p<0.001、****表示p<0.0001。从图中可知,PVA的比例越高,单位时间内甲状旁腺激素缓释药物释放后的pH越低。
6、甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天内不同时间点形态
实施例1的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态如图18所示。实施例2的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态如图19所示。实施例3的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态如图20所示。实施例4的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后3、5、11、14、20、25天内不同时间点形态如图21所示。从图18-21中可以看出,PVA含量越高,体内降解速度越慢,下一载药层的药物需要越长的时间被释放。
7、甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内的HE染色图。
实施例1中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图如图22所示。实施例2中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图如图23所示。实施例3中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图如图24所示。实施例4中甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后25天的HE染色图如图25所示。
图22-25中,★指示缓释体系材料;▲指示结缔组织;→指示血管;指示降解的材料碎片。从图22-25的对比可见,甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内25天时,实施例4还可以看到一定的层次结构,而高CMCS比例的体系已基本降解。
8、控释层比例优化结论:根据以上数据,30%CMCS+70%PVA作为控释层构建的缓释体系,在亲水性、溶胀性、降解性、pH值、体内相容性等方面都具有优势。
三、甲状旁腺激素缓释药物的生物相容性
1、体内实验:将实施例1~4的甲状旁腺激素缓释药物分别植入大鼠背部如图29所示的位置。图26-28都是甲状旁腺激素缓释药物植入过程。图30为3天后的大鼠植入区域照片,图31为5天后的大鼠植入区域照片,图32为16天后的大鼠植入区域照片,图33为10天后的大鼠植入区域照片,图34为25天后的大鼠植入区域照片。
图30-34是体系植入大鼠背部皮下后不同时间点的皮肤反应,从图中可以看出,不同比例 CMCS/PVA的甲状旁腺激素缓释药物植入大鼠体内后,大体观察皮肤无水肿、发红、溢脓,伤口无裂开,未见明显排异反应,由此体内实验证明上述甲状旁腺激素缓释药物的生物相容性。
2、体外实验:将细胞与分别与实施例3和4的甲状旁腺激素缓释药物共培养,用鬼笔环肽染色。
图35为为实施例3中甲状旁腺激素缓释药物与细胞共培养体系的生物显微镜示意图。从图35中可见细胞附着与甲状旁腺激素缓释药物的材料表面,同时细胞有舒展黏附,体外实验证明材料生物相容性。
图36为实施例4中甲状旁腺激素缓释药物与细胞共培养体系的生物显微镜示意图。从图 36中可见细胞附着与甲状旁腺激素缓释药物的材料表面,同时细胞有舒展黏附,体外实验证明材料生物相容性。
四、甲状旁腺激素缓释药物的缓释效果:
1、体外实验:将实施例4中甲状旁腺激素缓释药物浸泡于1mLPBS中(pH 7.4),37℃恒温摇床,按100r/min速度摇动。每日于固定时间提取缓释体系浸提液,同时补充1mLPBS。将取出浸提液标记时间后保存于-80℃冰柜,完成取样后统一取出,采用PTH ELISA试剂盒对各时间点的PTH量进行检测,重复3次取平均值。
对应的体外释药数据如图37所示。图37的曲线为PTH释放累积量占总体系PTH含量的比例(35天,n=3)。图37的折线为每日PTH释放累积量(35天,n=3)。
从图37中可以看出,体外实验时,甲状旁腺激素缓释药物在35天时释放约81%的PTH。
2、体内实验:将实施例4的甲状旁腺激素缓释药物植入兔体作为实验组,将相同年龄、相近体重的活兔作为对照组。实验组和对照组的每日血清内PTH浓度如图38,实验组和对照组两者均值差异为-6.684±1.589,p<0.0001。(28天,n=3)
因为动物自身会合成一部分的PTH,体内释放量很难进行精确测量,进而通过实验组和正常兔血清的PTH值进行比较,从而得出甲状旁腺激素缓释药物的体内缓释情况。
一般而言,全身注射PTH促进成骨,动物实验为隔日注射20μg,持续一个月可见促进成骨。PTH人体使用作为促骨质疏松用药剂量为每日注射20μg
五、甲状旁腺激素缓释药物用于兔下颌骨骨折
1、动物实验过程
1.1实验分组
48只新西兰白兔,雌雄各半,随机分为4组:
空白对照组(组1):微型钛板钛钉固定。阴性对照组(组2):空白缓释药物(不含PTH) +微型钛板钛钉固定。阳性对照组(组3):微型钛板钛钉固定骨折+隔日皮下注射20μgPTH。实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物+微型钛板钛钉固定
实验组中甲状旁腺激素缓释药物为实施例4制备所得药物。对照组中空白缓释药物为按实施例4的方法,采用生理盐水替代PTH。分别于1周、2周、3周、4周时间点进行取材,行相关检测,每组/每检测时间点含3只白兔。
1.2建立兔下颌骨骨折复位固定模型
将兔麻醉后固定于实验动物手术台,左侧下颌区为手术区,备皮消毒。起于下颌角前方,沿下颌骨下缘做一长约2.5cm切口,分层切开皮肤、皮下组织,暴露下颌骨。剥离骨膜肌肉附着,探及下颌骨后缘冠状突解剖标志处。于冠状突切迹处为起点,下颌骨下缘为终点,以下颌骨下缘约成45°做一内外贯通的双层骨皮质截断的截骨线。采用直径约1mm的金刚车针,低速手机以约1000rpm转速制备截骨线。截骨过程采用4℃生理盐水冲洗车针尖端进行降温,避免高温造成骨坏死。将下颌角骨块复位后,微型钛网钛钉固定。生理盐水冲洗伤口,处理出血点,分层对位缝合手术切口。
实验动物术后3天饮食恢复正常。所有动物术后均未发生感染,切口愈合良好。
1.3标本获取和相关处理
兔生命体征消失后,取术侧下颌骨,去除软组织,去钛板钛钉后即刻行X线片拍摄。而后将组织放入4%多聚甲醛中固定24小时。脱钙约2个月后,切片,HE染色。
1.4标本的大体形态观察
完整取出兔手术区下颌骨后,清理软组织,清除钛板钛钉,生理盐水清洗血渍,修整标本,观察下颌骨骨折区域的大体愈合情况、骨折区骨痂生成及基质降解情况。
1.5影像学评价
大鼠处死后即时取出下颌骨,去钛板钛钉后即刻拍摄X线片。观察第1、2、3、4周时两组大鼠骨折的愈合情况。根据标准操作,使用数字X射线装置(Heliodentplus D3507,德国) (60Kv,7mA,0.03s)进行放射拍照。X射线传感器尽可能地根据下颌骨骨折区域的形态调整位置,使X射线传感器和颌骨之间平行照射。
2、动物实验结果
2.1兔下颌骨骨折区域不同愈合时间点大体形态
2.1.1术后1周各组大体形态学观察
图39为术后1周各组大体形态学观察,39a为空白对照组(组1)。39b为阴性对照组(组 2),空白缓释体系作用于骨折区。39c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。39d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后1周,各组骨折线均清晰可见,组3、组4骨折线内有更明显的肉芽组织充填。游离骨块具有一定动度。
2.1.2术后2周各组大体形态学观察
图40为术后2周各组大体形态学观察,40a为空白对照组(组1)。40b为阴性对照组(组 2),空白缓释体系作用于骨折区。40c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。40d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后2周,各组均未见明显的双层骨皮质穿通骨折线。骨折线边界模糊,内见软骨样基质充填。组1见骨折线周围骨质有一定程度吸收。各组骨折线缺损区内均见骨痂充填,组3、组4较组1、组2更为明显。
2.1.3术后3周各组大体形态学观察
图41为术后3周各组大体形态学观察,41a为空白对照组(组1)。41b为阴性对照组(组 2),空白缓释体系作用于骨折区。41c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。41d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后3周,各组骨折线内均见大量软骨样基质充填,组3、组4中见类骨质充填,探针触及其新生骨质触感较硬。
2.1.4术后4周各组大体形态学观察
2.1.4.1保留钛板钛钉状态下各组大体形态学
图42为术后4周各组大体形态学观察(保留钛板钛钉),42a为空白对照组(组1)。42b 为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。42c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。42d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。术后4周,未拆除钛板钛钉时可见,组3、组4过量的新生骨质将紧贴于骨壁的钛板包裹。
2.1.4.2拆去钛板钛钉状态下各组大体形态学观察
图43为术后4周各组大体形态学观察(拆去钛板钛钉),43a为空白对照组(组1)。43b 为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。43c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。43d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。拆去钛板钛钉后,见组1和组2仍可见模糊的骨折线,同时新生骨骨再生过程中有一定程度的骨吸收。组3、组4骨壁表面光滑,骨折基本恢复,边界已消失,骨组织已取代骨痂。
2.2骨折区域愈合状况影像学评价
随后对各个时间点、各组颌骨进行X线拍摄,以评估骨折愈合状况。
2.2.1术后1周各组影像图
图44为术后1周各组X线图,44a为空白对照组(组1)。44b为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。44c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。44d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后1周,通过X线可见各组下颌骨下颌角部位见45°骨折线,骨折线暗影透亮,各组均未见明显骨痂形成。
2.2.2术后2周各组影像图
图45为术后2周各组X线图,45a为空白对照组(组1)。45b为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。45c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。45d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后2周,仍可见骨折线暗影,骨折断端皮质仍不连续,骨折线内部分区域见密度增高模糊影,提示骨痂形成。其中组4,骨折线中部区域,是甲状旁腺激素缓释药物的载药层区域,骨折线中部区域内密度增高更明显,而骨折线两端暗影透亮,提示甲状旁腺激素缓释药物局部靶向释放PTH,促骨痂形成。
2.2.3术后3周各组影像图
图46为术后3周各组X线图,46a为空白对照组(组1)。46b为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。46c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。46d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后3周,各组骨折线骨皮质模糊,断端周围见骨痂形成。骨折线暗影区域进一步缩窄。组3骨折线区域见不连续高密度影像,有类似骨小梁通过,提示类骨质向新生骨转化。组4 同样见骨折线中部位置高密度影,骨折线两端其密度低于中间部位。
2.2.4术后4周各组影像图
图47为术后4周各组X线图,47a为空白对照组(组1)。47b为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。47c为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。47d为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
术后4周,组1和组2在骨痂内部可见到透亮影,提示骨痂正在重塑,骨形成及骨吸收活跃。组3、组4骨折线基本消失,新生骨跨越骨折断端,可见骨小梁通过。
2.3骨折区域新生骨组织HE染色
2.3.1对骨折区新生骨组织进行HE组织学染色及分析。
2.3.1.1术后1周进行行HE组织学染色及分析。
图48为术后1周各组HE染色组织形态,48a、48b为空白对照组(组1)。48c、48d为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。48e、48f为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。48g、48h为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
从图中可知,术后1周时,骨折区域有炎症细胞浸润,组1和组2主要为纤维连接,组3 和组4在纤维连接中有类骨质形成。组3、组4成骨细胞数量高于组1、组2。
2.3.1.2术后2周进行行HE组织学染色及分析。
图49为术后2周各组HE染色组织形态,49a、49b为空白对照组(组1)。49c、49d为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。49e、49f为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。49g、49h为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
从图中可知,术后2周,组1、组2成骨细胞较1周时增多,纤维连接和类骨质比例相等,组2中可见空白缓释体系的降解碎片。组3、组4见间充质细胞及成骨细胞,成骨状态以类骨质为主,有部分纤维组织。
2.3.1.3术后3周进行行HE组织学染色及分析。
图50为术后3周各组HE染色组织形态,50a、50b为空白对照组(组1)。50c、50d为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。50e、50f为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。50g、50h为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
从图中可知,术后3周,组1、组2类骨质为主,有少量编织骨形成,骨痂内组织排列较为紊乱。随着时间增加,成骨细胞与破骨细胞增生活跃。组3、组4骨折区域进一步缩窄,以编织骨为主,见少量层状骨。新生骨小梁和类骨质增生,组织排列较为整齐,灶性血管增生。成骨细胞明显增生,整齐排列于骨小梁边缘。
2.3.1.3术后4周进行行HE组织学染色及分析。
图51为术后4周各组HE染色组织形态,51a、51b为空白对照组(组1)。51c、51d为阴性对照组(组2),空白缓释体系作用于骨折区。51e、51f为阳性对照组(组3),全身隔日注射PTH 20μg。51g、51h为实验组(组4):甲状旁腺激素缓释药物作用于骨折区。
从图中可知,术后4周,组1与组2编织骨为主,有少量层状骨,骨痂内仍见少量软骨样组织;见较大量成骨细胞和间充质细胞。组3、组4未见明显骨折线区域,新生骨组织层状骨为主,见部分编织骨,骨小梁排列整齐;成骨细胞较第3周时有一定减少。
2.3.2观察评估骨折区域新生类骨质、纤维组织、骨痂状况
2.3.2.1结果判定
观察骨折区域新生类骨质情况,纤维组织及软骨状况,计算成骨细胞比例,观察骨折线间隙收窄情况,评估骨愈合状况。
表格1
评分 | HE染色状态 |
1 | 纤维连接 |
2 | 纤维连接为主,其中有类骨质形成 |
3 | 纤维和类骨质的比例相等 |
4 | 类骨质为主,有部分纤维组织 |
5 | 类骨质为主,有部分编织骨形成 |
6 | 类骨质和编织骨比例相等 |
7 | 编织骨为主,见部分层状骨 |
8 | 编织骨和层状骨比例相等 |
9 | 层状骨为主,见部分编织骨 |
10 | 整体为层状骨 |
对样本进行成骨病理学观察评估:
对样本进行病例组织评分,评估样本成纤维细胞、间充质细胞、毛细血管、成骨细胞、破骨细胞、类骨质、新骨形成(骨痂)。选择5个视野区,按正常≤0﹪-3﹪、轻度视野范围3﹪-25﹪、中度视野范围25﹪-50﹪、重度视野范围≥50﹪评为-、+、++、+++。
根据评分情况,-记为0分,+记为1分、++记为2分、+++记为3分,对各样本进行半定量评分。
2.3.2.2兔下颌骨骨折愈合状况评分
兔下颌骨骨折愈合状况评分如图52所示。
组3、组4在各时间点,骨折愈合评分均高于组1,同时在第2、4周,组4骨折愈合评分高于组1有显著统计学差异(p<0.05),组4评分相对组1在各时间点差异均具有统计学意义(p<0.05)。在对组3和组4骨折愈合评分比较后发现,各时间两组评分均无统计学差异(p>0.05)。
2.3.2.3兔下颌骨骨折病理组织学评分
兔下颌骨骨折病理组织学评分如图53所示,图53a为成纤维细胞评分,53b为间充质细胞评分,53c为毛细血管评分,53d为成骨细胞评分,53e为破骨细胞评分,53f为类骨质评分,53g为骨痂评分。评分情况为:-记为0分,+记为1分、++记为2分、+++记为3分。
对成纤维细胞进行评分,可见在第1周时,各组成纤维细胞均较多,第2、3周,组3和组4成纤维细胞减少,同时成纤维细胞数量小于组1,具有显著统计学差异(p<0.05)。说明在骨折愈合早期,各组均已纤维结果为主,随着愈合时间延长,骨折愈合逐渐呈现类骨质、骨痂等结构,成纤维细胞有一定的减少。
间充质细胞在愈合早期同样表达较高,愈合后期表达逐渐减少,在3周时,组3、组4间充质细胞评分低于组1,可能与成骨愈合后期成骨细胞增加有关。
在毛细血管的评分中,第1、2、3周时组3和组4均高于组1,第4周时组3和组4其评分低于组1。在第四周时,组3、组4成骨愈合基本完成,因此毛细血管量较为减少,而组 1仍在成骨活跃期,因此毛细血管评分较高。
对成骨细胞及破骨细胞也进行了相应评分。前3周时,组3和组4的成骨细胞评分高于组1,第四周时,组3和组4评分低于组1,这是因第4周时组3和组4的骨折区成骨基本愈合,成骨细胞有所减少。
对破骨细胞评分可见,破骨细胞的评分趋势与成骨细胞基本一致,组3和组4在成骨较活跃的前2周,破骨细胞评分较高;在第4周基本成骨后,破骨细胞评分较低。
类骨质的表达,前3周,组3和组4均高于组1,第4周低于组1,与第4周时组3和组 4成骨完成有关。
骨痂的评分,随着时间的延长,各组均逐渐升高。同时,组3、组4在第2、3、4周时,骨痂评分均高于组1。
综上所述,本发明的甲状旁腺激素缓释药物采用控释层和载药层多层叠加,使药物脉冲性释放,达到多个波峰的目的。一层控释层降解溶胀,暴露其下封闭的载药层,载药层迅速药物释放后,载药层的下一控释层开始降解溶胀,依次将层层载药层的药物释放出来,最终达到脉冲性释药的结果。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.一种甲状旁腺激素缓释药物,其特征在于,所述甲状旁腺激素缓释药物包括交错堆叠的控释层和载药层;所述控释层的直径>载药层的直径;
所述控释层包括缓释降解凝胶,所述缓释降解凝胶包括体积比为7:3的聚乙烯醇和羧甲基壳聚糖;
所述载药层包括甲状旁腺激素和海藻酸钠;
所述甲状旁腺激素缓释药物的制备方法包括如下步骤:
S1、将缓释降解凝胶平铺在模具,流延成膜形成控释层;
S2、将甲状旁腺激素和海藻酸钠混合得到凝胶A,将凝胶A平铺至控释层上,流延成膜形成载药层;
S3、重复S1和S2步骤若干次后,将相邻的控释层的边缘贴合,即得甲状旁腺激素缓释药物。
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