《开题报告》PPT课件.pptx

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1、有机有机/无机无机杂化化纳米磷酸米磷酸钙的制的制备及其作及其作为抗菌抗菌药物物载体的体的应用研究用研究研究生研究生研究生研究生:*:*学学学学 号：号：号：号：12070305*12070305*导导 师师:*:*（教授）（教授）（教授）（教授）化化化化 环环 学学学学 院院院院结构选题背景及意义实验方案实验进度及安排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骨髓炎骨髓炎的常规治疗方法骨髓炎的常规治疗方法清创手术清创手术对骨缺失处进行填充对骨缺失处进行填充软组织覆盖

2、软组织覆盖全身抗生素治疗全身抗生素治疗全身抗生素治全身抗生素治疗对肾脏和肝和肝脏产生生毒副作用毒副作用口服口服给药对于病于病发部位没有部位没有针对性性治治疗效率低效率低缺点缺点杀死死细菌菌防防止止细菌生菌生长定点给药定点给药抗菌抗菌剂有机有机抗生素抗生素季季铵阳离阳离子子无机无机Ag,Zn药物载体药物载体药物载体释放部位速度方式包裹键合吸附药物药物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(Dsvauxetal.2002;Characte

3、rizationofcrosslinkedhighamylosestarchmatriximplants:2.Invivoreleaseofciprofloxacin;Rauschmannetal.2005;Neutetal.2009;Xieetal.2009;Neutetal.2003;Neutetal.2001;Uskokovicetal.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，

4、DanilleNeut等(Neutetal.2003)研究发现PMMA对于庆大霉素的载药释放时间长达对于庆大霉素的载药释放时间长达5年年之久，这样会使得细菌产生耐药性能，从而引之久，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(Neutetal.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(Dsvauxetal.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

5、的机械性能不稳定(Ravenelleetal.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(Rauschmannetal.2005)(Wenkeetal.2006)纳米磷酸钙纳米磷酸钙nCaP磷酸钙磷酸钙(CaP)作为脊椎动物体内骨的主要作为脊椎动物体内骨的主要无机成分无机成分生物无毒生物 活性生物可降解生物相容性骨诱导性pH响应纳米磷酸钙纳米磷酸钙CaPnCaP纳米效米效应表面能表面能比表面比表面积大大比表面比表面积小小机械性能差机械性能差包载抗菌药物的包载抗菌药物的

6、外植骨生物材料外植骨生物材料结构决定性能，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(Makarovetal.2014)(Stallmannetal.2004)(Pourdaneshetal.2014)(Kumaretal.2014)(UskokovicandDesai2014)(Rajendranetal.2014)(Leea

7、ndMurphy2013)CaPHATCPACP晶体晶体结构构CaP的合成方法的合成方法CaP怎么合成呢？怎么合成呢？CaP共沉共沉淀法淀法水水热法法溶胶溶胶-凝胶凝胶微乳微乳液法液法微波微波法法模板模板法法nCaP药物物载体体极易极易发生生团聚聚生成生成较大的粒大的粒子子很很难直直接得接得到到改性剂有机无机Mg2+,Zn2+,F-，Fe3+PEG,PLA,PAS,ATPMakarov.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

8、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。具有无定形的磷酸具有无定形的磷酸钙（钙（ACP)骨诱导性和生物相容性骨诱导性和生物相容性生物降解速率生物降解速率HAACPT

9、CPnACP比比HA和和TCP更更适合用作包适合用作包载抗菌物抗菌物并用作骨修材料并用作骨修材料ACP前驱体前驱体晶型转化晶型转化HAnCaPCaP表面表面接枝法接枝法空空间位阻位阻法法克服克服团聚、聚、结晶晶表面接枝表面接枝有机无机有机无机杂化化纳米米颗粒粒CaP表面接上有机基表面接上有机基团通通过化学手段化学手段苯基苯基膦膦、次氨次氨基三亚甲基三基三亚甲基三膦酸酯膦酸酯（NTP）、油油烯磷酸烯磷酸酯酯、羧羧乙基磷酸乙基磷酸羧羧甲基壳甲基壳聚糖聚糖、PLLA、PCL、PEG和和PMMA与与PBMA等等空间位阻法空间位阻法Ca2+PO43-pH=10.5HA有机膦小分子双膦酸小分子双膦酸PO4

10、3-NCa2+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课题的研究内容及创新点研究内容研究内容以不同的合成方法：微波以不同的合成方法：微波-水热水热 法和共沉淀法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，形貌的影响最终结果如结晶，形貌的影响研究研究纳米磷酸钙纳米磷酸钙作为作为骨修复材料的载骨修复材料的载抗菌剂的抗菌剂的性能，包括载抗生素和载银性能，包括载抗生素和载银创新点创新点合成方法：微波合成方法：微波-水热法，共沉淀法水热法，共沉淀法利用空间位阻效应和有机改性剂，制备了能够利用空间位阻效应和

11、有机改性剂，制备了能够稳定存在的球形稳定存在的球形/棒状棒状无定形磷酸钙无定形磷酸钙，并具有很，并具有很强的载药能力和很长的药物缓释效果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，用以制备嵌段聚合物膦酸酯，用以制备nACP。随后再。随后再利用利用nACP作为作为抗菌剂的抗菌剂的载体，研究其载药及载体，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实验相关数据有机双膦酸改性合成可再分

12、散的无定形磷有机双膦酸改性合成可再分散的无定形磷酸钙酸钙无无定形磷酸钙对抗菌药物的载药及释放和定形磷酸钙对抗菌药物的载药及释放和抗菌测试抗菌测试长链聚合物单膦酸酯和双膦酸改性合成无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定形磷酸钙及其对抗菌药物的载药及释放和抗菌试验和抗菌试验有机双膦酸改有机双膦酸改性性-共沉淀法合成共沉淀法合成可再可再分散的无定形磷酸钙（分散的无定形磷酸钙（DNBP/ACP)温度有机膦含量浓度有机膦的浓度有机膦的浓度10C 35C 60 C 85C(a)(c)(d)10C35C60C85C10C 35C 60C 85C85C(b)Figure.

13、1.TheimageofACPnanoparticleswithdifferentcontent(mol%)ofDNBMPs:(a)70%,(b)50%,(c)30%,(d)20%有机双膦酸改性合成可再分散的无有机双膦酸改性合成可再分散的无定形磷酸钙定形磷酸钙粒径分析粒径分析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ab有机双膦酸改性合成可再分散的无有机双膦酸改性合成可再分散的无定形定形磷酸钙磷酸钙abcDNBP/ACP对克林霉素的载药及释放对克林霉素的载药及释放载药率：17.65%包封率：15%实验安排实验安排将双膦酸改性的ACP用作载抗菌药物，并研究抗菌性能，补相关数据：XRD，FTIR，TGA,SEM用微波-水热法合成ACP，同共沉淀法用微波-水热法和共沉淀法合成P-MPEG/CaP和BP-MPEG/CaP并用于载抗菌药物表征，载抗菌剂（抗生素和银）以及抗菌测试Thank You