阿霉素-多孔磷酸三钙陶瓷缓释体的研制及体内释药试验
作者：游洪波 黄瑛 孙淑珍 刘双意
单位：游洪波、刘双意：广东医学院附属医院骨科，湛江 524001；黄瑛： 湖北应城市人民医院，应城 432400；孙淑珍：武汉工业大学材料学院， 武汉 430070
关键词：骨肿瘤；阿霉素；多孔磷酸三钙陶瓷；迟效制剂
广东医学院学报990302摘要 目的：研制阿霉素-多孔磷酸三钙陶瓷(A-PTCP)缓释体并为骨肿瘤保肢治疗术后骨缺损的修复提供新方法。材料与方法：制备PTCP陶瓷，将阿霉素载入其中制得A-PTCP。实验 动物分成A、B两组，A组右股骨粗隆中植入 A-PTCP，B组静脉注射阿霉素。不同时期取粗隆部位的肌肉及血浆标本，用高效液相色谱法测定肌肉及血浆中阿霉素的浓度。结果：体内植入A-PTCP后，阿霉素能在局部缓慢释放达10周以上，局部组织药浓高，全身药浓低。既能缓释阿霉素控制肿瘤复发，又能充填并修复骨缺损。结论： A-PTCP缓释体，可望成为骨肿瘤保肢治疗术后骨缺损修复的一种新方法。
, http://www.100md.com
中图分类号 R 738.1
Study on adriamycin-porous tricalcium phosphate ceramics drug
delivery
delivery s ystemand its release test in vivo
You Hongbo1，Huang Ying2，Sun Shu zhen3，et al
(Department of Orthopedics， Affiliated Hospital of Guangdong Medi cal College，Zhanjiang 524001)
, 百拇医药
Abstract Objective：To ma nufactur e adriamycin-porous tricalcium phosphate ceramics(A-PTCP)drug delivery syste m(DDS)as a possible method for bone defects after bone tumor operation.Methods：A-PTCP DDS were made by p utting adriamycin into PTCP.Rabbits were divided into two groups(A and B).A- PTCP were implanted in great trochan ters of right femora in Group A.Adri amycin was injected into veins in Gr oup B.Muscle around A-PTCP and plasm a were taken out at different period s.Adriamycin concentrations in muscl e and plasma were measured by high p erformance liquid chromatography(HP LC).Results：A-PTCP could release gra dually over 10 weeks.Adriamycin concentr ations i n the muscle were higher than that i n plasma in GroupA. A-PTCP DDS could r elease gradually adriamycin to preve nt bone tumor recurrence and repair bone defects after bone tumor operat ion.Conclusion：A-PTCP ma y be a n ew method for repairing bone defects aft er bone tumor operation.
, http://www.100md.com
Key words：bone tumor；adriamycin； p orous tricalcium phosphate ceramics；del ayed-action preparation
恶性骨肿瘤的保肢治疗是当前研究的热点和方向[1]。然而目前保肢的综合治 疗法还存在不少问题有待解决：(1)肿瘤切除后留下大块骨缺损；目前常用的治疗 方法都有一定的局限性。(2)化疗药物无特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时，对人 体产生重的毒副作用；如何增加疗效、降低毒副作用是临床亟待解决的问题。本课 题是将PTCP陶瓷作为阿霉素的缓释载体，制成A-PTCP缓释体，以期达到 既能局部持续释放阿霉素，降低全身毒副作用，又能充填骨肿瘤术后骨缺损的双重 作用。
1 材料与方法
1.1 A-PTCP缓释体的制备与测试 采用烧结法合成多孔磷酸三钙(PTC P)，合成原料为Ca3(PO4)2、生物玻璃粉和成孔剂(PMMA)。在1250°C高温下合成PTCP，再经成型等系列工艺制成PTCP陶瓷，成品为长18mm，外径8mm的中空圆柱体，进行理化性能测试。
, 百拇医药
将阿霉素载入PTCP内。每粒A-PTCP平均重量1523mg，重量差异限度±6.5%，每粒含阿霉素10 mg。双层塑料袋或玻管封装，60Co消毒后备用。
1.2 A-PTCP的体内释药试验大白兔30只，重量1.8～2.8kg，分成A、B两组，A组24只，B组6只。A组右股骨大粗隆处凿除约1.8cm×0.5cm骨片，植入一粒A-PTCP。逐层缝合切口。B组 静脉滴注阿毒素盐水稀释液(阿霉素10mg加入0.9%氯化钠50mL)。A组中取6只动物与B组6只动物相对应，于干扰(手术或注射)后1，2，4，8，24，36h每次处死一只动物，取右股骨粗隆处肌肉约2000mg和心脏采血3～5mL用高效液相色谱法(YSB-Ⅱ高压平流泵；日立850 荧光分光光度计)测定肌肉及血浆中阿霉素浓度。A组中另18只动物于术后1，2，3，4，5，6，8，10，12，16周每次处死动物1～2只，取右股骨大粗隆处肌肉约2000mg，用高效液相色谱法测定其药浓。
, http://www.100md.com 1.3 统计学处理 采用方差分析(q检验)。
2 结果
2.1 PTCP的理化性能测试 结果见表1。
表1 PTCP理化性能测试 结果
项 目
范 围
抗折强度P/MPa
16.43～27.06
23.39
体积密度ρ/(g.cm-3)
, 百拇医药
1.802～2.786
2.203
气孔率/%
26.78～41.52
33.76
吸水率/%
7.65～14.32
10.98
气孔径大小l/um
13.6～32.4
22.5
搞腐蚀性能/%
, http://www.100md.com
0.011～0.019
0.016
以上表明，局部植入A-PTCP后，局部组织(肌肉)浓度高，血浆浓度低，其差别有高度显著性意义(P<0.01)。A组肌肉中阿霉素浓度明显高于B组，其差别有高度显著性意义(P<0.01)。局部组织(肌肉)中阿霉素浓度由于受A-PTCP放置的位置、释药速率、取材部位等诸多因素影响，故差异较大。
2.3 A组1～16周取出的A-PTCP周围组织(肌肉)药浓曲线图见图1。
图1 1周后植入A-PTC P局部组织阿霉素浓度时间曲线图
图1及表2表明，局部植入A-PTCP后，阿霉素能从PTCP中缓慢释放达10周以上，初期周围组织药浓度高，1周内超过1000ng/g，随时间的推移，周围组织药浓度逐渐下降，第6周时仍有145.5ng/g，12周时降至检测水 平以下(其最低检测限量：组织样，6ng/g；血样，5ng/mL)。
, http://www.100md.com
表2A、B两组局部肌肉和血浆中阿霉素浓度(±s)
分组
肌肉(ng/g)
血浆(ρ/(ng.mL-1) )
1h
2h
4h
8h
24h
36h
1h
, 百拇医药
2h
4h
8h
24h
36h
A组
1245.3*
1710.8*
2041.8*
1977.8*
1437.3*
, http://www.100md.com 1507.4*
32.8
32.8
24.6
30.8
36.5
34.2
(n=6)
±256.7
±125.4
±561.2
±112.3
±112.3
, 百拇医药
±379.8
±11.5
±9.7
±7.7
±5.7
±8.9
±12.7
B组
225.7△
144.△7
107.0△
134.4△
, 百拇医药
123.5△
117.1△
102.0△
92.4△
56.3△
85.2△
42.5△
33.7△
(n=6)
±78.5
, 百拇医药 ±44.2
±52.1
±11.2
±11.2
±33.9
±22.9
±31.6
±11.7
±17.5
±13.4
±13.9
*与A组血浆中阿霉素浓度比较P<0.01，△与A组肌肉中阿霉素浓度比较P<0.01.
, 百拇医药
3 讨论
近20多年来，骨移植替代材料的研究蓬勃兴起，合成钙磷陶瓷以其与骨无机成份 相似的Ca/P比而广泛用于骨缺损修复的实验和临床研究，其代表是多孔羟基磷 灰石(PHA)和多孔磷酸三钙(PTCP)[2]。近年来，国内外趋向于应用 能在体内降解的生物降解陶瓷，其中最常用的是PTCP。体内植入PTCP材料， 将会更适应生理环境，并逐渐发生降解，最后被骨组织替代[3]。本课题选用PTCP作为缓释体的材料，以期能有效地修复骨缺损。本实验A组3w后取出A-PTCP时，见A-PTCP壁与骨腔中骨组织结合随时间的延长越来越紧密， 缓释体外壁有大量骨组织附着，说明A-PTCP能达到良好的修复骨缺损的效果。
我们曾报道以HA陶瓷为载体，制成利福平-陶瓷人工骨核，用于治疗骨结核；实验证实利福平能在陶瓷内缓释达27w，临床应用疗效满意[4]。受此启发， 我们选用PTCP作为抗癌药阿霉素的缓释载体。本实验证实，阿霉素在缓释体内 能持续释放10w以上，早期释药浓度高，然后以低浓度稳定释放。与静脉用药组(B组)比较，局部植入A-PTCP后，局部组织药浓高，全身(血浆)药浓低，既能提高局部杀灭肿瘤细胞的疗效，又降低了全身毒副作用。
, 百拇医药
恶性骨肿瘤以骨肉瘤最常见。治疗骨肉瘤最有效的单一化疗药物是阿霉素、顺铂、氨甲喋呤及四氢叶酸，其它药物如环磷酰胺、左旋苯丙氨酸氮芥、丝裂霉素C等的有效率均较低。我们曾以骨水泥作为抗癌药载体，分别掺入等量阿霉素、顺铂及丝 裂霉素，发现释药的时间以阿霉素最长[5]。因此，我们选用阿霉素作为PTC P陶瓷缓释体载入的抗癌药。本实验也证实A-PTCP植入动物体内后，阿霉素 缓释达10周以上。
鉴于A-PTCP缓释体既能与骨组织良好地结合修复骨缺损，又能在局部持续释放阿霉素杀灭肿瘤细胞；且局部缓释体能降低全身用药的毒副作用，局部达高浓度 提高抗癌药疗效。可以预想，A-PTCP可望成为骨肿瘤保肢治疗中修复骨缺损 的良好材料。其疗效如何有待于临床验证。
4 参考文献
1 Hursor BJ.Limb-sparing surgery f or patients with sarcomas.J Bone Joint Surg[Br]，1995，77B：173
, http://www.100md.com
2 Daculsi G.Passuti N，Martin S，et al. Comparative study of bioactive calci um phosphate ceramics after implanta tion in spongy bone in dogs.Histolog ic ultrastructural and electron prob e microanalysis.Rev Clin Orthop，1989， 75：65
3 Jarcho M.Calcium phosphate ceramic s as hard tissue prosthetics.Clin Or thop，1981，157：259
4 陈安民，王泰仪，孙淑珍，等. 利福平-陶瓷人工骨核(R-PHA)治疗骨 结核的实验研究与临床应用。中华骨科杂志，1992，1：18
5 Wu Yangguan，Wang Taiyi，Chen Anmin， et al.Experimental research on the u se of antineoplastic drug with a bon e implant.Intern Orthop，1990，14：387
收稿日期：1998-10-19, http://www.100md.com
单位：游洪波、刘双意：广东医学院附属医院骨科，湛江 524001；黄瑛： 湖北应城市人民医院，应城 432400；孙淑珍：武汉工业大学材料学院， 武汉 430070
关键词：骨肿瘤；阿霉素；多孔磷酸三钙陶瓷；迟效制剂
广东医学院学报990302摘要 目的：研制阿霉素-多孔磷酸三钙陶瓷(A-PTCP)缓释体并为骨肿瘤保肢治疗术后骨缺损的修复提供新方法。材料与方法：制备PTCP陶瓷，将阿霉素载入其中制得A-PTCP。实验 动物分成A、B两组，A组右股骨粗隆中植入 A-PTCP，B组静脉注射阿霉素。不同时期取粗隆部位的肌肉及血浆标本，用高效液相色谱法测定肌肉及血浆中阿霉素的浓度。结果：体内植入A-PTCP后，阿霉素能在局部缓慢释放达10周以上，局部组织药浓高，全身药浓低。既能缓释阿霉素控制肿瘤复发，又能充填并修复骨缺损。结论： A-PTCP缓释体，可望成为骨肿瘤保肢治疗术后骨缺损修复的一种新方法。
, http://www.100md.com
中图分类号 R 738.1
Study on adriamycin-porous tricalcium phosphate ceramics drug
delivery
delivery s ystemand its release test in vivo
You Hongbo1，Huang Ying2，Sun Shu zhen3，et al
(Department of Orthopedics， Affiliated Hospital of Guangdong Medi cal College，Zhanjiang 524001)
, 百拇医药
Abstract Objective：To ma nufactur e adriamycin-porous tricalcium phosphate ceramics(A-PTCP)drug delivery syste m(DDS)as a possible method for bone defects after bone tumor operation.Methods：A-PTCP DDS were made by p utting adriamycin into PTCP.Rabbits were divided into two groups(A and B).A- PTCP were implanted in great trochan ters of right femora in Group A.Adri amycin was injected into veins in Gr oup B.Muscle around A-PTCP and plasm a were taken out at different period s.Adriamycin concentrations in muscl e and plasma were measured by high p erformance liquid chromatography(HP LC).Results：A-PTCP could release gra dually over 10 weeks.Adriamycin concentr ations i n the muscle were higher than that i n plasma in GroupA. A-PTCP DDS could r elease gradually adriamycin to preve nt bone tumor recurrence and repair bone defects after bone tumor operat ion.Conclusion：A-PTCP ma y be a n ew method for repairing bone defects aft er bone tumor operation.
, http://www.100md.com
Key words：bone tumor；adriamycin； p orous tricalcium phosphate ceramics；del ayed-action preparation
恶性骨肿瘤的保肢治疗是当前研究的热点和方向[1]。然而目前保肢的综合治 疗法还存在不少问题有待解决：(1)肿瘤切除后留下大块骨缺损；目前常用的治疗 方法都有一定的局限性。(2)化疗药物无特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时，对人 体产生重的毒副作用；如何增加疗效、降低毒副作用是临床亟待解决的问题。本课 题是将PTCP陶瓷作为阿霉素的缓释载体，制成A-PTCP缓释体，以期达到 既能局部持续释放阿霉素，降低全身毒副作用，又能充填骨肿瘤术后骨缺损的双重 作用。
1 材料与方法
1.1 A-PTCP缓释体的制备与测试 采用烧结法合成多孔磷酸三钙(PTC P)，合成原料为Ca3(PO4)2、生物玻璃粉和成孔剂(PMMA)。在1250°C高温下合成PTCP，再经成型等系列工艺制成PTCP陶瓷，成品为长18mm，外径8mm的中空圆柱体，进行理化性能测试。
, 百拇医药
将阿霉素载入PTCP内。每粒A-PTCP平均重量1523mg，重量差异限度±6.5%，每粒含阿霉素10 mg。双层塑料袋或玻管封装，60Co消毒后备用。
1.2 A-PTCP的体内释药试验大白兔30只，重量1.8～2.8kg，分成A、B两组，A组24只，B组6只。A组右股骨大粗隆处凿除约1.8cm×0.5cm骨片，植入一粒A-PTCP。逐层缝合切口。B组 静脉滴注阿毒素盐水稀释液(阿霉素10mg加入0.9%氯化钠50mL)。A组中取6只动物与B组6只动物相对应，于干扰(手术或注射)后1，2，4，8，24，36h每次处死一只动物，取右股骨粗隆处肌肉约2000mg和心脏采血3～5mL用高效液相色谱法(YSB-Ⅱ高压平流泵；日立850 荧光分光光度计)测定肌肉及血浆中阿霉素浓度。A组中另18只动物于术后1，2，3，4，5，6，8，10，12，16周每次处死动物1～2只，取右股骨大粗隆处肌肉约2000mg，用高效液相色谱法测定其药浓。
, http://www.100md.com 1.3 统计学处理 采用方差分析(q检验)。
2 结果
2.1 PTCP的理化性能测试 结果见表1。
表1 PTCP理化性能测试 结果
项 目
范 围
抗折强度P/MPa
16.43～27.06
23.39
体积密度ρ/(g.cm-3)
, 百拇医药
1.802～2.786
2.203
气孔率/%
26.78～41.52
33.76
吸水率/%
7.65～14.32
10.98
气孔径大小l/um
13.6～32.4
22.5
搞腐蚀性能/%
, http://www.100md.com
0.011～0.019
0.016
以上表明，局部植入A-PTCP后，局部组织(肌肉)浓度高，血浆浓度低，其差别有高度显著性意义(P<0.01)。A组肌肉中阿霉素浓度明显高于B组，其差别有高度显著性意义(P<0.01)。局部组织(肌肉)中阿霉素浓度由于受A-PTCP放置的位置、释药速率、取材部位等诸多因素影响，故差异较大。
2.3 A组1～16周取出的A-PTCP周围组织(肌肉)药浓曲线图见图1。
图1 1周后植入A-PTC P局部组织阿霉素浓度时间曲线图
图1及表2表明，局部植入A-PTCP后，阿霉素能从PTCP中缓慢释放达10周以上，初期周围组织药浓度高，1周内超过1000ng/g，随时间的推移，周围组织药浓度逐渐下降，第6周时仍有145.5ng/g，12周时降至检测水 平以下(其最低检测限量：组织样，6ng/g；血样，5ng/mL)。
, http://www.100md.com
表2A、B两组局部肌肉和血浆中阿霉素浓度(
±s)分组
肌肉(ng/g)
血浆(ρ/(ng.mL-1) )
1h
2h
4h
8h
24h
36h
1h
, 百拇医药
2h
4h
8h
24h
36h
A组
1245.3*
1710.8*
2041.8*
1977.8*
1437.3*
, http://www.100md.com 1507.4*
32.8
32.8
24.6
30.8
36.5
34.2
(n=6)
±256.7
±125.4
±561.2
±112.3
±112.3
, 百拇医药
±379.8
±11.5
±9.7
±7.7
±5.7
±8.9
±12.7
B组
225.7△
144.△7
107.0△
134.4△
, 百拇医药
123.5△
117.1△
102.0△
92.4△
56.3△
85.2△
42.5△
33.7△
(n=6)
±78.5
, 百拇医药 ±44.2
±52.1
±11.2
±11.2
±33.9
±22.9
±31.6
±11.7
±17.5
±13.4
±13.9
*与A组血浆中阿霉素浓度比较P<0.01，△与A组肌肉中阿霉素浓度比较P<0.01.
, 百拇医药
3 讨论
近20多年来，骨移植替代材料的研究蓬勃兴起，合成钙磷陶瓷以其与骨无机成份 相似的Ca/P比而广泛用于骨缺损修复的实验和临床研究，其代表是多孔羟基磷 灰石(PHA)和多孔磷酸三钙(PTCP)[2]。近年来，国内外趋向于应用 能在体内降解的生物降解陶瓷，其中最常用的是PTCP。体内植入PTCP材料， 将会更适应生理环境，并逐渐发生降解，最后被骨组织替代[3]。本课题选用PTCP作为缓释体的材料，以期能有效地修复骨缺损。本实验A组3w后取出A-PTCP时，见A-PTCP壁与骨腔中骨组织结合随时间的延长越来越紧密， 缓释体外壁有大量骨组织附着，说明A-PTCP能达到良好的修复骨缺损的效果。
我们曾报道以HA陶瓷为载体，制成利福平-陶瓷人工骨核，用于治疗骨结核；实验证实利福平能在陶瓷内缓释达27w，临床应用疗效满意[4]。受此启发， 我们选用PTCP作为抗癌药阿霉素的缓释载体。本实验证实，阿霉素在缓释体内 能持续释放10w以上，早期释药浓度高，然后以低浓度稳定释放。与静脉用药组(B组)比较，局部植入A-PTCP后，局部组织药浓高，全身(血浆)药浓低，既能提高局部杀灭肿瘤细胞的疗效，又降低了全身毒副作用。
, 百拇医药
恶性骨肿瘤以骨肉瘤最常见。治疗骨肉瘤最有效的单一化疗药物是阿霉素、顺铂、氨甲喋呤及四氢叶酸，其它药物如环磷酰胺、左旋苯丙氨酸氮芥、丝裂霉素C等的有效率均较低。我们曾以骨水泥作为抗癌药载体，分别掺入等量阿霉素、顺铂及丝 裂霉素，发现释药的时间以阿霉素最长[5]。因此，我们选用阿霉素作为PTC P陶瓷缓释体载入的抗癌药。本实验也证实A-PTCP植入动物体内后，阿霉素 缓释达10周以上。
鉴于A-PTCP缓释体既能与骨组织良好地结合修复骨缺损，又能在局部持续释放阿霉素杀灭肿瘤细胞；且局部缓释体能降低全身用药的毒副作用，局部达高浓度 提高抗癌药疗效。可以预想，A-PTCP可望成为骨肿瘤保肢治疗中修复骨缺损 的良好材料。其疗效如何有待于临床验证。
4 参考文献
1 Hursor BJ.Limb-sparing surgery f or patients with sarcomas.J Bone Joint Surg[Br]，1995，77B：173
, http://www.100md.com
2 Daculsi G.Passuti N，Martin S，et al. Comparative study of bioactive calci um phosphate ceramics after implanta tion in spongy bone in dogs.Histolog ic ultrastructural and electron prob e microanalysis.Rev Clin Orthop，1989， 75：65
3 Jarcho M.Calcium phosphate ceramic s as hard tissue prosthetics.Clin Or thop，1981，157：259
4 陈安民，王泰仪，孙淑珍，等. 利福平-陶瓷人工骨核(R-PHA)治疗骨 结核的实验研究与临床应用。中华骨科杂志，1992，1：18
5 Wu Yangguan，Wang Taiyi，Chen Anmin， et al.Experimental research on the u se of antineoplastic drug with a bon e implant.Intern Orthop，1990，14：387
收稿日期：1998-10-19, http://www.100md.com