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目的:利用四臂PEG进行端基改性获得双组份可注射的原位成胶的水凝胶药物缓释体系,负载阿伦磷酸钠,注射到需骨局部增强部位,探讨其性能,并为骨质疏松易发骨折部位的骨局部增强提供研究数据。方法:分别将四臂PEG的端基改性物4-PEG-SG和4-PEG-NH2配置成等量的水溶液,常温条件下化学反应交联制备水凝胶体系,负载阿伦磷酸钠,注射成胶。利用核磁（NMR）观察其反应并计算反应程度;模拟体内条件测定凝胶在体外的降解曲线和载药凝胶的药物释放行为。利用荧光分子标记水凝胶中的4-PEG-NH2组分,经灭菌后注射到小鼠左侧股骨中段,利用小动物荧光成像系统结合MicroCT成像定位观察凝胶位置、凝胶体内降解情况及凝胶荧光强度变化,以及内脏的荧光情况,分析其体内代谢途径。通过两种组分体外成型、灭菌,植入大鼠皮下,观察和评估其组织相容性。随机选取50只雌性成年新西兰大白兔,体重3.2±0.2 kg,随机分为5组。第一组,假手术组,其余4组均采用手术摘除卵巢制备骨质疏松模型,饲养3个月,测定其左侧股骨中段骨密度（Bone mineral density,BMD）,验证骨质疏松模型造模结果,其中第二组为空白对照组;第三组为全身给药组,阿伦磷酸钠通过灌胃法给药;第四组为空白凝胶组;第五组为载药凝胶组;空白凝胶组及载药凝胶组均通过双通注射器注射凝胶。3个月后利用双能X线吸收测量法测量动物模型左侧股骨,载药凝胶组同时测量其右侧股骨,并运用定量计算机断层扫描（QCT）测定其骨密度。并进行骨应力测试。结果:结果显示凝胶体外降解曲线平稳,体外降解28天;初期24小时药物突释不明显,后续药物释放平缓,在28天后PEG凝胶负载药物体外释放完全。体内荧光证实凝胶位于股骨中段附近,其形态集聚,体内降解可达84.0±2.2 d,其在体内主要经由肝、肾代谢,105天体内代谢完全。凝胶生物相容性实验显示手术区域凝胶周围组织第3天出现急性炎症反应,病理切片见大量炎症细胞浸润;1周后急性炎症反应减退,病理切片见炎性细胞较3天时减少;2周时未见明显周围炎症反应,病理切片见少量炎细胞浸润。动物造模前后骨密度测定,组间比较P<0.05,证明骨质疏松模型造模成功。四组骨质疏松动物模型治疗后3个月:全身给药组、载药凝胶组骨密度较空白对照组和空白凝胶组明显升高（0.354±0.006g/cm2,0.377±0.008g/cm2,0.330±0.006g/cm2,0.328±0.010 g/cm2,F=89.918,P<0.05）;空白对照组较空白凝胶组骨密度无明显差异;载药凝胶组较全身给药组左侧股骨骨密度明显增加;载药凝胶组左侧骨密度较右侧明显增加（0.377±0.008g/cm2,0.347±0.006 g/cm2,t=9.784,P<0.05）。实验后,空白对照组、空白凝胶组三点弯曲实验其股骨所能承受最大破坏压力低于全身给药组以及载药凝胶组（212.73±8.48N,214.68±8.67N,239.74±10.51N,268.37±6.78N,F=89.654,P<0.05）;空白对照组对比空白凝胶组三点弯曲实验其股骨所能承受最大破坏压力无显著差异;载药凝胶组左侧股骨所能承受最大破坏压力高于全身给药组;载药凝胶组左侧股骨所能承受最大破坏压力高于右侧（268.37±6.78N,232.16±9.39N,t=9.885,P<0.05）。结论:1.本实验证实了4臂PEG凝胶可以用来当作良好的药物释放载体,并验明了它的药物释放行为:其体外降解曲线较为平缓,体外药物释放曲线显示其药物缓释性能良好,不存在明显突释效应,有利于药物在生物体内达到有效药物浓度并且不会造成局部药物浓度过高。2.通过动物体内实验,揭示了PEG凝胶的体内降解和代谢规律:通过PEG凝胶结合免疫荧光分子,并利用小动物活体成像仪器,证实PEG凝胶利用双通注射器注入体内后成胶良好,可成胶于小鼠左侧股骨中段附近。体内降解时间达84.0±2.2 d,符合药物缓释预期时间,其体内代谢主要经肝肾代谢,105天完全代谢,无残留,其生物相容性良好,初期急性炎症反应,可能为手术切口作用及初期异物反应,2周后凝胶周围基本无明显炎症反应。表明PEG凝胶用作药物缓释载体其缓释时间达到预期,并具备较高生物安全性。3.通过不同的给药方式,证明了局部应用载药凝胶后,对骨质疏松动物模型局部骨密度有加强作用,证明负载阿伦磷酸钠的PEG凝胶药物缓释系统可以对易骨折部位的骨密度及强度有良好的加强作用。4.通过上述实验,证明PEG凝胶负载抗骨质疏松药物对于骨质疏松骨折的预防有重大意义,有望应用于临床治疗。