基于快速成型技术的多药程控性载药人工骨治疗MRSA所致慢性骨髓炎的实验研究

近年来，耐药菌群所致的慢性骨髓炎患者逐渐增多，如何将现有载药人工骨的优势与耐药菌个体化、多药联合治疗的方案相结合，构成一个能够在病灶部位形成有效多药联合治疗的载药人工骨，以及该载药人工骨对耐药菌所致慢性骨髓炎的疗效问题是目前值得探讨的研究课题。本项目研究根据耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）药敏实验结果，选用两种及以上具有不同作用机理并能够联合应用的抗生素，通过快速成型技术加载到具有特定空间结构的载药人工骨的不同部位，构成多药程控性载药人工骨，多种药物按照分布部位的不同，依序程控释放，达到个体化和多药联合治疗MRSA所致慢性骨髓炎的目的。本项目研究将探讨快速成型技术在载药人工骨上加载不同抗生素的工艺条件、多药程控性释放的影响因素以及在感染病灶局部形成多药联合作用对MRSA所致慢性骨髓炎的疗效问题，从而为治疗耐药菌所致慢性骨髓炎提供一项新型有效的治疗手段，具有重要的科学意义和临床应用价值。

本项目通过三维打印技术将根据细菌药敏结果选择的抗生素加载到具有复杂结构的载药人工骨上构成多药程控性载药人工骨，达到在病灶部位形成个体化、有效多药联合治疗的耐药菌所致慢性骨髓炎的目的。按照实验计划完成了实验内容：三维打印技术设计和制备了多种载药人工骨结构模型和多药程控性载药人工骨结构模型，检测其理化性质，并行体外药物释放检查，探讨了空间结构对药物释放特性的影响；同时根据MRSA药敏实验选择敏感抗生素，加载构建多药程控性载药人工骨，利用MRSA混悬液诱导构建新西兰大白兔股骨远端慢性骨髓炎模型，并对多药控释型载药人工骨治疗MRSA诱导的慢性骨髓炎的疗效进行了初步评估。在此基础上，增加了对载药人工骨的生物相容性的检测。试验结果显示1、三维打印技术制备载药人工骨具有良好的多孔网状结构、特定空间结构和药物分布；2、药物释放呈现缓释特性，同时空间结构的不同，药物释放特性有所区别；多药程控性载药人工骨药物释放结果显示两种药物按药物的分布顺序由外到内依次序贯释放，互相交替形成4个释放峰值，呈现双药控释和缓释的特性；3、生物相容性检测提示载药人工骨具有良好的组织生物相容性和细胞生物相容性；4、慢性骨髓炎的动物试验研究显示实验组术后饮食、体重和一般情况逐渐改善，伤口一期愈合，8周后X片显示无骨髓炎活动征象，仅残留有骨膜反应增生后引起的骨皮质增厚，治愈成功率达100%。因此，我们的得出的结论是：1、三维打印技术能够精确制备具有复杂空间结构的载药人工骨；2、载药人工骨的药物释放特性受到空间结构的影响，因此可以通过调整空间结构改变药物释放特性；3、载药人工骨具有良好的生物相容性；4、多药程控型载药人工骨具有多药持续释放和程控释放的作用，提高了病灶组织局部药物浓度，个体化敏感的抗生素应用和多种不同作用机制的抗生素联合作用，有效地提高了MRSA所致慢性骨髓炎的治疗效果，是治疗耐药菌引起的慢性骨髓炎的有效手段，具有良好的临床应用前景，值得进一步研究发展。