【摘 要】
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金属-有机框架化合物（Metal Organic Framework,MOF）具有笼状多孔结构,是近年广泛用作载体的多孔晶体材料。开发生物相容性良好的MOF基载体材料在生物医药领域具有重要意义。本论文针对生物医药领域的需求,研发生物相容性良好的环糊精（Cyclodextrin,CD）MOF基材料,探讨其在组织修复和药物载体等方面的应用。主要研究内容如下:1.CD-MOF的合成及负载性能研究。选择生
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金属-有机框架化合物（Metal Organic Framework,MOF）具有笼状多孔结构,是近年广泛用作载体的多孔晶体材料。开发生物相容性良好的MOF基载体材料在生物医药领域具有重要意义。本论文针对生物医药领域的需求,研发生物相容性良好的环糊精（Cyclodextrin,CD）MOF基材料,探讨其在组织修复和药物载体等方面的应用。主要研究内容如下:1.CD-MOF的合成及负载性能研究。选择生物相容性良好的环糊精作为有机配体,以K+为离子中心,通过水热法及蒸汽扩散法制备CD-MOF。探究反应时间、反应体系及扩散体系的溶剂配比对CD-MOF的合成及尺寸的影响。通过SEM观察形貌,XRD分析其单晶结构。上述合成的CD-MOF通过溶液吸附法负载柚皮苷（Naringin,NAR）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）,分别研究其负载条件及负载性能。2.CD-MOF基复合纤维的制备及性能研究。通过静电共纺的方法制备NAR/CD-MOF@聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）,通过同轴静电共纺的方法制备双载药多功能CD-MOF@同轴纤维复合材料。确定最佳工艺条件,并对该CD-MOF基复合纤维的载药性能与生物功能性进行研究。通过上述研究,获得以下结论:1.CD-MOF晶粒的形状为斜方柱,通过调控可制备粒径分别为5μm～100 nm的颗粒,具有明显双通道特征的3D多级笼状结构。2.NAR/CD-MOF体系中,NAR包封率超过80%,在32天内观察到符合零级动力学的药物释放。细胞试验表明NAR/CD-MOF的生物相容性良好。研究证实CD-MOF复杂的多级孔结构有助于延长NAR的释放,3.制备CAT/CD-MOF最佳工艺条件为:CAT:CD-MOF=8:1（mmol）,1 w/v%的PVP,4℃中旋转搅拌24小时。CD-MOF至少两倍地提高了CAT的酶比活力,反复六次使用仍具有催化活性。4.获得了NAR/CD-MOF@PCL复合纤维最佳工艺条件。获得的复合纤维呈连续纤维状,没有串珠,直径为1.7～2.5μm,表面有一些颗粒状突起,NAR/CD-MOF在纤维中保持完整且分布均匀。纤维膜的拉伸强度为3.2±0.2 MPa,断裂伸长率为1300±100%,可以满足作为引导组织再生材料的要求。NAR以近乎符合零级动力学规律的趋势持续释放35天,碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）测试及茜素红染色实验表明MC3T3-E1细胞在NAR的长期持续刺激下有更好的成骨性。5.获得了制备双载药MOF@同轴纤维复合材料的最佳工艺条件。制备了甲硝唑（Metronidazole,MNA）/PCL@NAR/CD-MOF@PLGA-PDLLA同轴复合纤维。获得成纤维性良好、表面光滑、存在均匀结节及平均直径小于1μm的复合纤维。在干态下纤维膜的拉伸强度为2.0±0.2 MPa,断裂伸长率为59±2%。而在湿态下纤维膜的拉伸强度为1.5±0.3MPa,断裂伸长率为32±3%,可以满足可吸收引导组织再生膜的力学性能要求。NAR以近乎符合体外零级动力学规律的趋势持续释放超过36天,保持了NAR/CD-MOF优越的缓释性能;而MNA在4天之内从同轴纤维的壳层基本完全释放。体外细胞试验及溶血测试表明该复合材料具备良好的生物相容性;ALP测试及茜素红染色实验表明MC3T3-E1细胞在材料上有明显的成骨趋势。抑菌试验表明该复合材料在五天内对大肠杆菌具有良好的抑菌性能。本论文的新颖之处:（1）制备了具有高效负载及长效零级释放的CD-MOF及其复合纤维;（2）实现了同轴静电纺纤维与载药MOF的复合,药物MNA与NAR的次序释放,可实现抑菌的同时诱导成骨分化。
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