无需交联剂的壳聚糖-HPMC水凝胶的制备用于植入物涂层：治疗骨髓炎的新方法

《Journal of Drug Targeting》：Fabrication of Crosslinker-Free Chitosan-HPMC Hydrogel for Implant Coating: A new Approach for the Treatment of Osteomyelitis

治疗骨炎需克服抗生素在感染部位的浓度不足问题。本研究开发壳聚糖/HPMC无交联水凝胶负载庆大霉素涂层，证实其无细胞毒性，具有良好血相容性和长效缓释特性。动物实验显示，该涂层使白细胞和中性粒细胞显著减少（分别降低28%和39%），骨炎相关细菌负荷从8.5×10^8 CFU降至750 CFU，完全清除周围组织细菌（3000→0 CFU），X光显示骨整合良好。该策略为骨科植入物感染预防提供新方案。

　　

摘要

骨髓炎的治疗具有挑战性，因为全身血液循环往往无法将足够浓度的抗生素直接输送到感染部位。本研究的目的是制备一种不含交联剂的水凝胶涂层，该涂层由壳聚糖和HPMC（CH）组成，并含有庆大霉素（GEM），作为一种预防与骨科植入物相关感染的有效策略。细胞毒性实验表明，该水凝胶对人体牙龈成纤维细胞（HGF）和小鼠L929成纤维细胞没有毒性作用。所开发的水凝胶具有良好的血液相容性，并能实现庆大霉素的长期缓慢释放。体内研究表明，与未处理组及仅使用CH处理的组相比，使用CH-GEM处理的大鼠的白细胞（WBC）和中性粒细胞（NEUT）数量显著减少（WBC：120%，NEUT：131%）。X光检查结果显示，使用CH-GEM处理的组出现了轻微的骨膜反应和螺钉松动现象。组织学评估证实，使用CH-GEM处理的大鼠体内的炎症细胞数量明显低于其他组。菌落形成单位（CFU）计数结果显示，骨骼上的细菌负荷显著降低，从CH组的8.5×10⁸ CFU降至CH-GEM组的约750 CFU。此外，周围组织中的细菌也被完全清除，CFU计数从约3000 CFU降至0 CFU。这些发现表明，CH-GEM涂层可能为预防术后骨髓炎提供一个有前景的解决方案。