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组织是由细胞、血管以及各种辅助成分组成的复合物,因此,当组织受到损伤以后,就需要这些成分来弥补受损部分。然而自身修复由于供体来源有限已经不能满足临床需求,生物材料的研究及其在组织工程中的应用为修复损伤组织提供了新的供体来源。此外,随着医药科学的发展,人们对药物剂型的研究及其应用也有了新的追求,从最初的丸散膏丹到注射剂再到缓释剂和控释剂的研究代表着目前以及今后药物剂型的发展方向。这些药物缓释和控释制剂的载体就是各种生物材料。可见,对生物材料的研究开发具有重要的实际应用价值。
生物材料是一个多学科交叉的领域,在材料的选择方面,首先关心的问题是材料的生物相容性以及生物可降解性。在体外研究中材料的生物相容性一般首先通过细胞培养模型来研究,因为该方法具有简便,重复性较高的优点；生物可降解性通过不同的缓冲体系水解材料来研究。
本文在前期研究的基础上,为发掘玉米醇溶蛋白在生物材料领域的应用,通过不同方案采用spin casting的方法制备了玉米醇溶蛋白薄膜,对这些薄膜的表面微观形貌进行了分析,然后选用了小鼠成纤维细胞和人肝细胞作为模型,通过细胞在薄膜表面的粘附、形态以及增殖速度来评价玉米醇溶蛋白的细胞相容性。研究发现采用不同的方法获得的玉米醇溶蛋白薄膜分别由直径为100—500和500—2500nm的微粒子组成。在促进细胞粘附和增殖方面,这些薄膜均表现出良好的特性,在增加细胞活力的同时,不会造成细胞的恶性增殖。
对玉米醇溶蛋白的生物可降解性以及降解产物的细胞毒性研究是本部分的另一项工作。分别选用了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胶原酶来降解玉米醇溶蛋白粉末,结果发现,不同的蛋白酶对其降解能力大小依次为胃蛋白酶>胰蛋白酶>胶原酶。在有玉米醇溶蛋白降解产物共存(≤1.0mg/ml)的细胞培养基中,细胞活力均不同程度的增加。表明玉米醇溶蛋白的降解产物在一定的浓度范围内也具有良好的细胞相容性。
在药物载体方面,本研究采用相分离法制备了包封伊维菌素的玉米醇溶蛋白微球,将该微球单独压成不崩解的片剂或者根据药典的要求添加各种辅料制备成可崩解的片剂。测定了这些片剂在不同缓冲体系中药物溶出以及释放动力学,利用X光技术跟踪了两种片剂在家兔体内的变化过程,最后以驱猪蛔虫和犬螨虫作为试验模型,来评价可崩解片剂的临床效果。研究发现,不崩解的伊维菌素微球片剂能够克服载药微球悬浮液不稳定的缺点,降低微球释放药物初期的突释效应,在家兔胃肠道内停留时间长达6天左右。胃蛋白酶可以加速药物从微球片剂中的溶出。可崩解的伊维菌素微球片剂治疗犬、猪等动物内外寄生虫感染疗效显著,能维持疗效21天以上,表现出微球片剂对药物的缓释效应。
本文进一步研究了该片剂的体内降解性。采用相分离方法将玉米醇溶蛋白制备成微球,然后压成片剂,埋植到大鼠皮下,于埋植后6个月和9个月采用HE染色观察了材料的降解程度,结果显示,该片剂在体内可以被降解,埋植以后大鼠的临床行为没有明显的异常。