PMMA骨水泥的添加剂可实现植入后药物补充，扩大兼容抗生素的范围并延长抗菌疗法,Advanced Healthcare Materials

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PMMA骨水泥的添加剂可实现植入后药物补充，扩大兼容抗生素的范围并延长抗菌疗法
Advanced Healthcare Materials ( IF 10.0 ) Pub Date : 2018-08-28 , DOI: 10.1002/adhm.201800812
Erika L. Cyphert ₁ , Greg D. Learn ₁ , Sara K. Hurley ₂ , Chao-yi Lu ₁ , Horst A. von Recum ₁

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聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）骨水泥被用于多种生物医学应用中，包括用作填充抗生素的珠粒，临时骨骼间隔物和用于整形外科植入物固定的水泥。为了减轻手术后的感染，通常将抗生素混入骨水泥中以实现局部递送。但是，由于植入的水泥通常是结构性的，因此掺入的抗生素不得损害其机械性能。这限制了兼容抗生素的选择。此外，一旦植入水泥，就不能添加抗生素来解决将来的感染。最后，由于掺入的抗生素显示出早期的爆发释放，并且大多数药物被永久性地捕获，因此从水泥的递送不是最佳的。这种延长的亚治疗剂量可驱动病原体对抗生素的耐药性。为了克服含抗生素骨水泥的这些局限性，将不溶性环糊精（CD）微粒掺入了PMMA中，以更持久地输送更广泛的药物，而又不影响机械性能。合成具有和不具有CD微粒的PMMA配方，并填充三种抗生素之一，并使用抑制区，药物释放和压缩研究进行评估。另外，探索了具有微粒的PMMA用作可再填充抗生素递送库的能力。研究结果表明，向水泥中添加CD微粒可促进植入后抗生素的重新填充，并能结合先前不相容的抗生素，同时保留良好的机械性能。不溶性环糊精（CD）微粒被整合到PMMA中，可在不影响机械性能的情况下更持久地递送更广泛的药物。合成具有和不具有CD微粒的PMMA配方，并填充三种抗生素之一，并使用抑制区，药物释放和压缩研究进行评估。另外，探索了具有微粒的PMMA用作可再填充抗生素递送库的能力。研究结果表明，向水泥中添加CD微粒可促进植入后抗生素的重新填充，并能结合先前不相容的抗生素，同时保留良好的机械性能。不溶性环糊精（CD）微粒被整合到PMMA中，可在不影响机械性能的情况下更持久地递送更广泛的药物。合成具有和不具有CD微粒的PMMA配方，并填充三种抗生素之一，并使用抑制区，药物释放和压缩研究进行评估。另外，探索了具有微粒的PMMA用作可再填充抗生素递送库的能力。研究结果表明，向水泥中添加CD微粒可促进植入后抗生素的重新填充，并能结合先前不相容的抗生素，同时保留良好的机械性能。合成具有和不具有CD微粒的PMMA配方，并填充三种抗生素之一，并使用抑制区，药物释放和压缩研究进行评估。另外，探索了具有微粒的PMMA用作可再填充抗生素递送库的能力。研究结果表明，向水泥中添加CD微粒可促进植入后抗生素的重新填充，并能结合先前不相容的抗生素，同时保留良好的机械性能。合成具有和不具有CD微粒的PMMA制剂，并填充三种抗生素之一，并使用抑制区，药物释放和压缩研究进行评估。另外，探索了具有微粒的PMMA用作可再填充抗生素递送库的能力。研究结果表明，向水泥中添加CD微粒可促进植入后抗生素的重新填充，并能结合先前不相容的抗生素，同时保留良好的机械性能。

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An Additive to PMMA Bone Cement Enables Postimplantation Drug Refilling, Broadens Range of Compatible Antibiotics, and Prolongs Antimicrobial Therapy

Poly(methyl methacrylate) (PMMA) bone cement is used in several biomedical applications including as antibiotic‐filled beads, temporary skeletal spacers, and cement for orthopedic implant fixation. To mitigate infection following surgery, antibiotics are often mixed into bone cement to achieve local delivery. However, since implanted cement is often structural, incorporated antibiotics must not compromise mechanical properties; this limits the selection of compatible antibiotics. Furthermore, antibiotics cannot be added to resolve future infections once cement is implanted. Finally, delivery from cement is suboptimal as incorporated antibiotics exhibit early burst release with most of the drug remaining permanently trapped. This prolonged subtherapeutic dosage drives pathogen antibiotic resistance. To overcome these limitations of antibiotic‐laden bone cement, insoluble cyclodextrin (CD) microparticles are incorporated into PMMA to provide more sustained delivery of a broader range of drugs, without impacting mechanics. PMMA formulations with and without CD microparticles are synthesized and filled with one of three antibiotics and evaluated using zone of inhibition, drug release, and compression studies. Additionally, the ability of PMMA with microparticles to serve as a refillable antibiotic delivery depot is explored. Findings suggest that addition of CD microparticles to cement promotes postimplantation antibiotic refilling and enables incorporation of previously incompatible antibiotics while preserving favorable mechanical properties.

更新日期：2018-08-28

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