Біологічно активні імплантати на основі здатних до біодеструкції поліуретанів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІООРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ТА НАФТОХІМІЇ

УДК 678.664:577.15:616.3:615 .462

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ ІМПЛАНТАТИ НА ОСНОВІ ЗДАТНИХ ДО БІОДЕСТРУКЦІЇ ПОЛІУРЕТАНІВ

02.00.10 - біоорганічна хімія

РОЖНОВА Ріта Анатоліївна

Київ - 1999

Дисертацію є рукопис

Робота виконана у відділі біосумісних полімерів медичного призначення Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор

Пхакадзе Георгій Олександрович

Науковий консультант:

доктор хімічних наук , професор

Дубок Віталій Андрійович

Інститут проблем матеріалознавства НАН України,

завідувач хіміко-аналітичного відділу

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, професор

Греков Анатолій Петрович

Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України

завідувач відділу синтезу лінійних полімерів

доктор біологічних наук, професор

Радавський Юрій Леонідович

Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України

Провідна установа:

Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, м. Київ

Захист відбудеться "2" квітня 1999 р. о 10 ⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради. Д 26.220.01 в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, 253660, Київ-94, вул. Мурманська, 1

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, 253660, Київ-94, вул. Мурманська, 1

Автореферат розісланий " 1 " березня 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д.М. Федоряк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

імплантат кістковий поліуретановий остеосинтез

Актуальність теми. Необхідність створення біологічно активних імплантатів для пластики кісткової тканини обумовлена значним розповсюдженням дегенеративно-дистрофічних захворювань хребта та великих суглобів, які потребують хірургічного лікування, а також збільшенням кількості хворих з кістковими дефектами після травми, пухлин, кіст та інших захворювань опорно-рухового апарату.

Використання конструкцій ендопротезів з металів, ало- та ксенотрансплантатів, синтетичних тканин як кісткового пломбувального матеріалу неможливе в зв'язку з їх відносною біосумісністю та високою густиною.

Сучасна хімія полімерів надає біології та медицині необмежений асортимент вихідних полімерів, які можуть бути основою для виготовлення біологічно активних композиційних кісткових імплантатів.

Вельми актуально використовувати в якості носія біологічно активних речовин пористі поліуретани, які мають здатність до біодеструкції, а також полімеризуються в дефектній порожнині приймаючи її форму та утворюючи адгезійний зв'язок на межі розподілу полімер - кістка.

Слід відзначити, що лише деякі елементи в складі поліуретанового імплантату можуть служити центрами регенерації та обумовлювати подальше інтенсивне заміщення зазначеного ендопротезу регенерованою кісткою. До таких біологічно активних речовин належить гідроксиапатит (ГАП), який відноситься до кальцій-фосфатної біокераміки.

В цьому напрямку спільними зусиллями медиків та хіміків-синтетиків досягнуті чималі успіхи, але залишається досить багато невирішених проблем, у тому числі питання щодо можливості стимулювання процесу регенерації кісткової тканини за рахунок надання полімерному імплантату специфічної біологічної активності.

Хоча в світовій практиці (J.J. Quist, 1995, W. Bonfield, 1998) інтенсивно проводяться роботи по створенню композиційних полімерних матеріалів для ендопротезування, які містять в своєму складі біокераміку, але біологічно активних полімерних імплантатів на основі здатних до біодеструкції поліуретанів, які могли б стимулювати процес остеосинтезу з одночасним заміщенням кістковим регенератом, на сьогодні ще недостатньо.

Вивчення закономірностей процесів взаємодії поліуретанових імплантатів, наповнених біологічно активними сполуками, з тканинним середовищем організму передбачає детальне вивчення їх фізико-хімічних властивостей in vivo та in vitro.

Можливість надання ендопротезу лікувальних властивостей пролонгованої дії, спрямованих на стимулювання функцій клітинного ланцюга імунної системи, є також одним з основних напрямків у проблемі створення біологічно активних імплантатів для ортопедії. Особливо це важливо при пластиці кісткових дефектів, утворених внаслідок патологічних процесів (остеомієліт, абсцес Броді, пухлини та інші.).

Вирішення усіх цих питань важливе як в теоретичному, так і в практичному аспектах. Це, насамперед, цілеспрямований пошук біологічно активних сполук, які мають остеотропну, мітогенну (H.S. Cheunig, 1984) дію, та лікарських речовин, і створення принципово нових імплантатів для ендопротезування, здатних інтенсивно стимулювати регенерацію кісткової тканини з одночасною пролонгованою фармакологічною дією в місці застосування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в рамках тематичних планів ІХВС НАН України згідно з програмою "Створення полімерних здатних до біодеструкції імплантатів, які сприяють процесам регенерації в місці застосування, та полімерів, стійких в середовищах організму" (1993-1997 р.р.), номер держреєстрації 0198U001263.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи - на основі проведених фізико-хімічних та біологічних досліджень експериментально обґрунтувати можливість створення нових біологічно активних поліуретанових імплантатів для ендопротезування, здатних інтенсивно стимулювати процеси кісткоутворення завдяки введенню до їх складу гідроксиапатиту, який служить основою процесів остеосинтезу в регенеруючій тканині.

Задачі дослідження:

1. Створення біологічно активних імплантатів для пластики кісткової тканини, здатних інтенсивно стимулювати процес остеосинтезу.

2. Вивчення впливу неорганічної складової поліуретанових композицій на їх фізико-хімічні властивості в умовах in vivo з використанням фізико-хімічних та біологічних методів аналізу.

3. Дослідження можливості надання пролонгованої лікувальної дії поліуретановим композиціям з гідроксиапатитом.

4. Дослідження структурно-морфологічних змін поліуретанових композицій з гідроксиапатитом та імуномодулятором - левамізолом (ЛЕВ) під впливом середовища організму.

5. Вивчення можливості активації остеогенезу при застосуванні розроблених біологічно активних поліуретанових композицій.

Наукова новизна одержаних результатів. Результатом проведеної роботи є наукове обґрунтування доцільності створення поліуретанових імплантатів з біокерамікою та вивчення фізико-хімічних характеристик цих матеріалів при імплантації в організм.

Автором вперше використано біологічно активну кераміку (гідроксиапатит) в складі поліуретанової основи з метою надання їй здатності інтенсивно стимулювати процес остеутворення.

Автором вперше показано:

- введення гідроксиапатиту та левамізолу в різних співвідношеннях в поліуретанову матрицю значно підвищує її здатність до адгезії;

- присутність гідроксиапатиту в здатній до біодеструкції композиції стимулює процес накопичення неорганічної складової кісткової тканини по всій її масі;

- присутність гідроксиапатиту в композиції з левамізолом не зменшує процент виходу ліків в умовах in vitro і, таким чином, не зменшує його фармакологічну дію in vivo.

Практичне значення одержаних результатів полягає в створенні нових біологічно активних полімерних імплантатів, здатних інтенсивно стимулювати процеси регенерації кісткової тканини завдяки присутності в композиції біокераміки (гідроксиапатиту), яка є центром остеосинтезу.

Подальше впровадження в медичну практику вищезазначених імплантатів відкриває нові можливості в удосконаленні техніки хірургічного втручання, що насамперед приведе до зменшення часу операцій та післяопераційних ускладнень.

Поліуретанові композиції з гідроксиапатитом пройшли токсикологічні випробування і можуть бути рекомендовані для клінічних випробувань.

Особистий внесок дисертанта полягає в створенні біологічно активних полімерних імплантатів для пластики кісткової тканини, а також у виконанні лабораторних досліджень та експериментів на тваринах. Автору належать узагальнення, аналіз отриманих результатів та висунення гіпотез, які пояснюють механізми вивчених процесів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи були представлені на VIII Українській конференції з високомолекулярних сполук (Київ, 1996), 8 Національній школі-семінарі з міжнародною участю "Спектроскопія молекул і кристалів" (Суми, 1997), 3^rd Seminar and Meeting on Ceramics, Cells and Tissues "Bioceramic coatings for Guided bone growth" (Italy, Faenza, 1996); International Surgery Congress: Wounds, Burns, Dressing (Tel-Aviv, Israel, 1998). Матеріали дисертації доповідались на науковій сесії Відділення хімії НАН України, присвяченій 80-річчю НАН України (Харків, 1998). Результати роботи доповідались і обговорювались на засіданнях вченої ради та наукових семінарах в Інституті хімії високомолекулярних сполук НАН України.

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи викладені у 10 публікаціях, з них 6 статей в наукових журналах і в матеріалах наукової сесії та 4 тези конференцій. Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 146 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, 3 розділів: огляду літератури, опису матеріалів і методів, результатів та обговорень, закінчення, висновків, та списку використаних літературних джерел, що містить 163 посилань на роботи вітчизняних та зарубіжних вчених. Матеріали дисертаційної роботи ілюстровані 23 рисунками та 10 таблицями.

Методологія та методи дослідження. Об'єктами дослідження були поліуретанові композиції з біологічно активними сполуками - гідроксиапатитом та левамізолом. Гістотоксичність розроблених композицій визначали методом культури тканин (Галатенко Н.А., 1979). По стандартній методиці визначали міцність на зсув полімерних композицій з різним вмістом гідроксиапатиту. Вплив біологічно активних наповнювачів на фізико-хімічні властивості поліуретанових композицій в умовах in vivo вивчали за допомогою методу рівноважного набрякання Ф. Ренера (Flory R., 1953), методом багатократного порушенного повного внутрішнього відбивання (БППВВ) спектроскопії, рентгено-структурним аналізом. При імплантації затверділих композицій в організм експериментальних тварин активність кислих та лужних фосфатаз в сполучнотканинних капсулах визначали методом Бессея-Лоурі-Брека (Комаров Ф.І., 1976). Вміст білка визначали за Бредфордом (Bradford M.M., 1976). Проводили гістологічні дослідження сполучнотканинних капсул при субкутальній імплантації поліуретанових композицій з гідроксиапатитом та при пластиці кісткових дефектів експериментальних тварин, забарвлення тканин по Гоморі. Вихід ліків (левамізолу) з поліуретанових композицій визначали за допомогою екстраційно-фотометричного методу (Коренман И.М., 1977, Нечаєва Л.Ю., Галатенко Н.А. 1989). Структурно-морфологічні зміни в імплантатах з гідроксиапатитом та левамізолом досліджували рентгено-структурним методом аналізу. Одержані експериментальні дані опрацьовані статистично (Монцевичуте-Ерінгене Е.В., 1964; Ойвін И.А., 1960).

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Порівняльна оцінка здатності до адгезії композиційного матеріалу для пластики кісткових дефектів

З метою створення композиційного матеріалу для пластики кісткових дефектів використані вихідні компоненти :

1. Полімерна основа - олігоефіруретандіізоціанат на основі поліоксипропіленгліколю (поліефір марки Лапрол 1502) та толуілендіізоціанату (Т65/35);

2. Прискорювач полімеризації - 2,4,6-трис(диметиламінометил)фенол;

3. Біокераміка - гідроксиапатит;

4. Лікарська речовина - левамізол.

На основі вказаних компонентів отримані композиції (ПУ-20ГАП, ПУ-30ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ, ПУ-30ГАП-6ЛЕВ), де вміст гідроксиапатиту складав 20 % та 30 % до маси полімерної основи. Кількість левамізолу, враховуючи його фармакологічну дію, склала 6 % до маси поліуретану.

Полімерна основа є сумішшю макродіізоціанатів загальної формули:

OCN - R - NH - C-O - СН₂ - СН - О_n - C - NH - R - NCO, (1)

|| ||

O CH₃ O

де R - залишок толуілендіізоціанату (ТДІ) Т 65/35; загальна сума ізомерів 2,4-, 2,6- не менша 99,6 %;

n - ступінь полімеризації поліоксипропіленгліколю (n = 15-35).

Реакція поліприєднання композиції відбувається під впливом вологи живих тканин (у випадку твердіння в середовищі організму) і призводить до утворення карбамідних зв'язків. Затверділий поліуретановий носій являє собою сітчастий полімер мікропористої структури з алофанатними та біуретовими вузлами розгалуження, котрі гідролізуються в процесі біодеструкції поліуретану.

1. Алофанатні вузли розгалужень.

-R-NCOO-R₁-+ HOH -R-NHCOO-R₁- + -R-NHCOOH (3)

CONH-R -R-NH-COOH -R-NH₂ + CO₂ (4)

2. Біуретові вузли розгалужень.

-R-NCONH-R- + HOH -R-NHCONH-R- + -R-NHCOOH (5)

CONH-R-R-NH-COOH -R-NH₂ + CO₂ (6)

Однією з найважливіших характеристик наповнених поліуретанових композицій, які можуть використовуватись для пластики кісткової тканини, є їх здатність утворювати міцний адгезійний зв'язок на поверхні розподілу двох середовищ кістка-полімерна композиція.

З метою вибору найбільш оптимального складу полімерної композиції з біокерамікою для пластики кісткової тканини проводили порівняльне вивчення фізико-хімічних параметрів ряду отриманих композицій на основі поліуретану з різним вмістом гідроксиапатиту.

Дослідження полімерних композицій на міцність, яка обумовлена і адгезійними властивостями, показали (табл.1), що сумісне введення до складу поліуретанового носія гідроксиапатиту та левамізолу значно підвищує її значення.

Таблиця 1 - Адгезійні властивості полімерних композицій, які містять в своєму складі гідроксиапатит та левамізол

Міцність на зсув, х 10, МПа
ПУ	ПУ-20ГАП	ПУ-30ГАП	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	ПУ-30ГАП-6ЛЕВ
0,5+0,1	0,44+0,057	0,38+0,152	1,14+0,1	1,11+0,016

В подальшому досліджувались композиції з 20 % вмістом гідроксиапатиту (ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ), бо наповнення поліуретану 30 % гідроксиапатиту збільшує час приготування та твердіння композицій, що небажано при їх використанні за призначенням.

Вивчення впливу неорганічної складової поліуретанових композицій на їх фізико-хімічні властивості in vivo

Проблема створення імплантатів для пластики кісткової тканини на основі поліуретанових носіїв, наповнених біокерамікою, потребує ретельного вивчення впливу неорганічної складової композицій на їх фізико-хімічні властивості в умовах внутрішнього середовища організму.

З цією метою затверділі поліуретанові композиції ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-ЛЕВ, а також контрольні зразки ПУ, ПУ-6ЛЕВ у вигляді дрібнопористих губок були субкутально імплантовані експериментальним тваринам на різні терміни.

Фізико-хімічні зміни у вищезазначених композиціях в умовах in vivo досліджували за допомогою методів рівноважного набрякання Флорі-Ренера, БППВВ спектроскопії, рентгено-структурним аналізом.

Результати дослідження фізико-хімічних властивостей (табл.2) показали, що для контрольних зразків ПУ, ПУ-6ЛЕВ до 6 місяців імплантації має місце підвищення значень рівноважного ступеню набрякання та зменшення значень густини. Навпаки, полімерні композиції з гідроксиапатитом (ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ) до 6 місяців імплантації зменшують значення рівноважного ступеню набрякання та збільшують свою густину.

Таблиця 2 - Зміна дифузійних параметрів та ефективної густини зшивки в умовах in vivo для поліуретанових композицій, які містять ГАП

Період, місяць	Склад композицій	Рівноважна ступінь набрякання	Об'ємна доля полімеру в набряк-му зразку	Густина полімер.зразка,кг/м3	Ефективна густина зшивки, моль-1
контроль	ПУ	1,8645	0,3491	0,7044	0,03995
	ПУ-6ЛЕВ	1,8066	0,3563	0,7919	0,05323
	ПУ-20ГАП	5,6955	0,1482	0,8429	0,01030
	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	3,7397	0,2115	0,8951	0,01200
1	ПУ	2,1795	0,3028	0,6774	0,03289
	ПУ-6ЛЕВ	2,0845	0,3242	0,8330	0,02458
	ПУ-20ГАП	2,3872	0,2959	0,7660	0,02080
	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	1,8276	0,3582	0,6530	0,02042
3	ПУ	3,1411	0,2419	0,6854	0,02550
	ПУ-6ЛЕВ	2,9154	0,2554	0,7934	0,01072
	ПУ-20ГАП	2,2937	0,3051	0,7932	0,02900
	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	2,5548	0,2850	0,8599	0,02100
6	ПУ	3,8110	0,2624	0,7853	0,01170
	ПУ-6ЛЕВ	4,2910	0,1890	0,7654	0,01060
	ПУ-20ГАП	2,8509	0,2597	0,7699	0,04200
	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	2,2051	0,3120	0,8500	0,02600

Таким чином, для контрольних зразків ПУ та ПУ-6ЛЕВ із збільшенням часу імплантації спостерігається зменшення значень ефективної густини зшивки, що є свідченням процесу їх біодеструкції. В той же час, для зразків композицій ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ спостерігається збільшення значень ефективної густини зшивки, причому, для композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ ці значення менші, що може бути пояснено присутністю левамізолу, який, як відомо, посилює клітинний шлях біодеструкції полімерної основи з одночасним прискоренням процесів регенерації.

Отримані результати пояснюють дані БППВВ спектроскопії та рентгено-структурного аналізу.

На спектрах поліуретану під впливом середовища живого організму має місце зниження відносної інтенсивності смуг поглинання в областях 1720 см^-1 (АмідI,_С=О), 1230 см^-1 (_С-О, _C-N ), 1100 см^-1 (_С-О, _С-С). Зменшення інтенсивності вказаних смуг поглинання з часом перебування зразків поліуретану в умовах in vivo пов'язане з гідролізом складного та простого ефірного зв'язку полімерної основи, що є доказом процесу її біодеструкції.

При порівнянні ІЧ-спектрів поліуретану, гідроксиапатиту та композицій ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ було встановлено, що присутність ГАП в полімері чітко виявилась наявністю смуг поглинання 575, 610, 635 см^-1 гідроксиапатиту.

Через три місяці перебування в організмі на ІЧ-спектрах зразків композицій з ГАП спостерігаються зміни, які більш чітко проявлені після 6 місяців імплантації та виражені в значному збільшенні інтенсивності смуг поглинання гідроксиапатиту 575, 610, 635 см^-1.

ІЧ-спектри, зняті з поверхні та внутрішньої частини досліджуваних зразків, свідчать про зростання в них кількості ГАП з часом перебування в середовищі організму, причому не тільки на поверхні, а й по всій масі.

Отримані дані (табл. 3) дозволяють дати кількісну оцінку виявленого ефекту збільшення кількості гідроксиапатиту в композиціях ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ, які перебували тривалий час в організмі експериментальних тварин.

Таблица 3 - Данні БППВВ спектроскопії для полімерних композицій з гідроксиапатитом до та після імплантації

№	Зразок	Відношення оптичної густини смуг поглинання
		575 830	575 1230	575 1380	610 830	610 1230	610 1380	см-1 СР.
1.	ПУ-20ГАП контр.	1,32	0,50	0,56	1,10	0,42	0,46	_
2.	ПУ-20ГАП, 6 міс. імпл., верх. шар	4,10	1,10	1,42	2,9	0,97	1,00	_
3.	ПУ-20ГАП ,6 міс. імпл., внутр. шар	2,70	0,96	0,96	2,22	0,79	0,79	_
4.	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ контроль	1,3	0,5	0,56	1,1	0,41	0,46	_
5.	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ 6 міс. імплантації	2,60	1,10	1,30	2,20	0,95	1,15	_
6.	ПУ-20ГАП №2/№1	3,1	2,8	2,5	2,6	2,3	2,2	2,6
7.	ПУ-20ГАП №2/№3	1,5	1,4	1,5	1,3	1,2	1,2	1,35
8.	ПУ-20ГАП-6ЛЕВ №5/№4	2,0	2,2	2,3	2,0	2,3	2,5	2,2

Так, за 6 місяців імплантації в зразку ПУ-20ГАП кількість ГАП збільшилась в 2,6 рази. При цьому, в середній частині по товщині зразку його кількість виросла в 1,35 рази. В композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ кількість ГАП збільшилась в 2,2 рази.

Таким чином, згідно з одержаними результатами фізико-хімічних досліджень полімерні композиції ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ збільшують густину зшивки у відношенні до контролю (ПУ, ПУ-6ЛЕВ), а дані БППВВ спектроскопії вказують на значне накопичення неорганічної складової кісткової тканини композиціями в організмі, до того ж не на поверхні, а по всій масі, що може відбуватися внаслідок осадження апатитової фази з тканинної рідини в результаті процесу розчину - переосадження гідроксиапатиту.

З метою вивчення процесу накопичення неорганічної складової кісткової тканини поліуретановими композиціями ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ in vivo досліджували зміни в їх надмолекулярній та фазово-кристалічній структурах при різних строках імплантації експериментальним тваринам.

Аналіз кривих малокутового розсіяння ПУ показав, що під впливом середовища живого організму на протязі 3-х та 6-ти місяців імплантації збільшується дефектність просторової макрорешітки жорстких доменів поліуретанової матриці.

Для композиції ПУ-20ГАП помітне послідовне накопичення неорганічної складової кісткової тканини зі збільшенням часу перебування in vivo. В контрольному зразку доменна структура жорстких блоків поліуретанової матриці слабо виражена. На кривій розсіяння композиції ПУ-20ГАП, яка знаходилась 3 місяці в середовищі організму, реалізується лише слід інтерференційного максимуму (2 = 130'), який демонструє практично повне руйнування макрорешітки жорстких доменів поліуретанової матриці. Шестимісячне перебування в організмі призводить до повного її руйнування, що викликано збільшенням кількості ГАП в композиції. Свідченням цього процесу є збільшення інтенсивності розсіяння поблизу первинного рентгенівського променю (як індикатор кількості ГАП в системі) в порівнянні з контрольним зразком композиції ПУ-20ГАП.

Композиція ПУ-20ГАП-6ЛЕВ має дефектну макрорешітку в контрольному зразку. Перебування цієї композиції in vivo 6 місяців призводить до повного руйнування як макрорешітки жорстких доменів, так і самих доменів, що обумовлено, як і у випадку ПУ-20ГАП, процесом накопичення ГАП в композиції з одночасною біодеструкцією полімерної основи.

Дослідження фазово-кристалічної структури поліуретану та композицій на його основі ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ показали, що гідроксиапатит має кристалічну фазу, яка зростає зі збільшенням часу перебування in vivo. Про це свідчить збільшення інтенсивності основного дифракційного максимума гідроксиапатиту (2 = 31,5 ⁰ ) композицій ПУ-20ГАП та ПУ-20ГАП-6ЛЕВ при 3-х і 6-ти місячній імплантації.

Проведені дослідження підтвердили той факт, що затверділі полімерні композиції, які містять в своєму складі гідроксиапатит та левамізол, в умовах in vivo накопичують неорганічну складову, яка може служити основою для процесів кісткоутворення в регенеруючій тканині.

Біохімічна і гістологічна характеристики сполучнотканинної реакції на наповнені гідроксиапатитом біологічно активні поліуретанові імплантати

При імплантації полімерних матеріалів з біологічно активними сполуками, які виявляють безпосередній вплив на клітини оточуючих тканин, необхідне проведення комплексного аналізу капсул навколо імплантатів для об'єктивної оцінки реакції викликаної імплантацією.

Метою дослідження було порівняльне вивчення біохімічних і гістологічних характеристик тканин, які оточують поліуретанові композиції з гідроксиапатитом та імуномодулятором - левамізолом під час їх імплантації.

Було показано (табл. 4), що на 14-ту добу перебування в середовищі організму відбувається значне збільшення активності кислої фосфатази (КФ) у сполучнотканинних капсулах усіх дослідних зразків у порівнянні з нормою (підшкірна клітковина).

Таблиця 4 - Активність КФ в оточуючих імплантат сполучнотканинних капсулах

КФ, нмоль мг-1 хв-1
Матеріал	Період імплантації, доба
	14	30	90
Підшкірна клітковина	15,0 + 1,5*	21,0 + 2,7*	18,0 + 1,2*
ПУ	35,2 + 2,6*	26,8 + 2,6*	22,9 + 6,1*
ПУ-6ЛЕВ	47,9 + 3,4*	28,9 + 2,5*	31,4 + 5,5*
ПУ-20ГАП	59,5 + 5,9*	30,1 + 3,2*	31,7 + 3,0*
ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	37,1 + 1,5*	24,0 + 1,1*	38,1 + 4,9*

*Відмінності у порівнянні з нормою достовірні (p<0,01 - 0,05)

Отримані дані узгоджуються з результатами інших дослідників, де описано, що при імплантації полімерних матеріалів, які деструктують, активність КФ зростає на 14 добу досліджень і може залишатися, в залежності від інтенсивності біодеструкції, досить високою протягом тривалого часу.

Найвищі значення активності КФ в сполучній тканині, яка оточує полімерні композиції з гідроксиапатитом (ПУ-20ГАП). На другому місці за активністю КФ у капсулах знаходяться полімерні композиції, які містять левамізол (ПУ-6ЛЕВ), на третьому - ПУ-20ГАП-6ЛЕВ.

Через 1 місяць відбувається зниження активності КФ у сполучнотканинних капсулах усіх імплантованих зразків затверділих полімерних композицій зі збереженням майже тієї ж послідовності, що і на 14 добу. Через три місяці імплантації активність КФ у сполучнотканинних капсулах зразків композицій ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ, ПУ-6ЛЕВ зростає з найвищим значенням для композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ.

Визначення активності лужної фосфатази (ЛФ) у сполучнотканинних капсулах полімерних композицій показали (табл. 5), що на 14 добу після імплантації найвище значення активності ЛФ у сполучнотканинних капсулах полімерних зразків ПУ-20ГАП, а найнижче - в ПУ-6ЛЕВ. Активність ЛФ для композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ займає проміжне значення.

Таблиця 5 - Активність ЛФ в оточуючих імплантат сполучнотканинних капсулах

ЛФ, нмоль мг-1 хв-1
Матеріал	Період імплантації, доба
	14	30	90
Підшкірна клітковина	4,7 + 0,6*	5,0 + 0,7*	4,5 + 0,8*
ПУ	8,7 + 1,0**	13,5 + 0,7**	4,7 + 0,4**
ПУ-6ЛЕВ	6,0 + 0,8**	17,2 + 0,5**	3,7 + 0,3**
ПУ-20ГАП	10,2 + 1,0**	25,3 + 1,0**	8,6 + 0,6**
ПУ-20ГАП-6ЛЕВ	7,0 + 0,7**	22,5 + 0,8**	7,8 + 0,4**

* Відмінності у порівнянні з нормою достовірні (p < 0,01 - 0,05).

** Відмінності у порівнянні з нормою достовірні (p < 0,001 - 0,05).

Через місяць після імплантації відбувається значне збільшення активності ЛФ у сполучнотканинних капсулах зразків ПУ-20ГАП та ПУ-20ГАП-6ЛЕВ. Найбільше її зна-чення в сполучнотканинних капсулах зразків ПУ-20ГАП, а мінімальне - у зразках ПУ. Через три місяці імплантації значення активності ЛФ у сполучнотканинних капсулах значно знижується. Але, і на цьому етапі дослідження, значення активності ЛФ в сполучнотканинних капсулах композицій, які містять ГАП, вищі від інших.

Таким чином, збереження найвищих значень активності КФ на всіх строках дослідження в сполучнотканинних капсулах полімерної композиції ПУ-20ГАП, а для композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ на 3-й місяць імплантації, свідчать про високу активність макрофагальних елементів. Висока активність лужної фосфатази для цих же композицій вказує на стимуляцію проліферації фібробластичних елементів звільненими іонами Са²⁺ гідроксиапатиту, що дозволяє зробити висновок про перебіг інтенсивних процесів остеутворення в порах полімеру.

Дослідження сполучнотканинних капсул гістологічними та гістохімічними методами показало, що найбільша кількість макрофагальних елементів з суданофільними гранулами спостерігається на 14 добу досліджень у сполучній тканині, яка оточує полімерні композиції ПУ-20ГАП. Відбувається також інтенсивне вростання грануляційної тканини в пори полімерних композицій ПУ-20ГАП-6ЛЕВ.

Через 1 місяць має місце ще більш інтенсивне вростання грануляційної тканини в пори композицій, які містять ГАП. Великі макрофаги з гранулярним вмістом локалізувалися групами в грануляційній тканині, яка заповнює пори полімеру, у сполучнотканинній капсулі, а також у тканинах, які їх оточують.

Через 3 місяці після імплантації мікроскопічно не спостерігається збільшення кількості та активності макрофагальних елементів у сполучнотканинних капсулах полімерних зразків ПУ-20ГАП-6ЛЕВ, але відбувається подальша фрагментація і вростання грануляційної тканини в їх пори. Найбільш інтенсивна макрофагальна реакція до місячного строку досліджень відмічається навколо полімерного імплантату ПУ-20ГАП-6ЛЕВ. Збільшується також його заміщення сполучною тканиною.

Таким чином, проведені біохімічні та гістологічні дослідження тканин, які оточують розроблені біологічно активні поліуретанові імплантати, дозволяють зробити висновок, що введення у склад поліуретанової матриці гідроксиапатиту сприяє процесу накопичення неорганічної складової кісткової тканини в порах імплантату. Введенням левамізолу у композиції, які містять гідроксиапатит, можна прискорити процес біодеструкції полімерної основи та регенерацію оточуючих імплантат тканин.

Пролонгована дія in vitro поліуретанової композиції з біокерамікою та левамізолом

Створення імплантатів з лікувальними властивостями, які впливають на функції клітинного ланцюга імунної системи організму, є важливою і актуальною задачею.

Динаміку виходу фармакологічного препарату - левамізолу з одержаної композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ in vitro вивчали по утворенню забарвлених продуктів взаємодії досліджуваної сполуки з органічним барвником (іонних асоціатів) екстраційно-фотометричним методом.

Одержані результати показали, що за 70 діб із зразків поліуретанових компо-зицій ПУ-6ЛЕВ виходить біля 29,8 % введеної кількості левамізолу, а із зразків, які містять в своєму складі гідроксиапатит (ПУ-20ГАП-6ЛЕВ) - 33,6 % (табл. 6). При подальшому витримуванні зразків імплантатів у нових порціях фізіологічного розчину вихід ліків не спостерігався.

Таблиця 6 - Динаміка виходу левамізолу з поліуретанових композицій ПУ- 6ЛЕВ та ПУ-6ЛЕВ-20ГАП in vitro

Час вимивання	Кількість левамізолу, який вийшов з препарату ПУ-6ЛЕВ в розчин	Кількість левамізолу, який вийшов з препарату ПУ-20ГАП-6ЛЕВ в розчин
доба	гх102	% загальної кількості	гх102	% загальної кількості
1	0,156+0,005	2,6	0,148+0,003	2,46
2	0,146+0,001	2,43	0,152+0,003	2,53
3	0,166+0,0	2,76	0,182+0,003	3,03
4-6	0,194+0,0	3,23	0,328+0,00	5,46
7	0,141+0,002	2,35	0,206+0,00	3,43
8	0,097+0,002	1,61	0,134+0,00	2,23
9	0,056+0,0	0,93	0,108+0,00	1,80
10	0,044+0,0	0,73	0,69+0,002	1,15
11-13	0,052+0,0	0,86	0,072+0,004	1,20
14-15	0,043+0,003	0,72	0,060+0,00	1,00
16-17	0,030+0,00	0,50	0,046+0,004	0,76
18-21	0,033+0,004	0,55	0,038+0,004	0,63
22-28	0,140+0,023	2,33	0,113+0,004	1,88
29-35	0,116+0,00	1,93	0,132+0,003	2,20
36-43	0,078+0,002	1,30	0,048+0,00	0,80
44-55	0,160+0,003	2,66	0,107+0,004	1,78
56-70	0,140+0,00	2,33	0,078+0,005	1,30
Загальна кількість	1,79+0,003	29,8	2,02+0,002	33,6

Структурно-морфологічні зміни в імплантатах з біокерамікою, які мають пролонговану лікувальну дію

Отримані криві ширококутового розсіювання (ШКР) вихідних компонентів показали, що профіль розсіювання вихідного поліуретану в досліджуваному кутовому інтервалі характеризується наявністю широкого дифузного максимуму з вершиною 19 ⁰ та зі слабо вираженим плечем в області 12-14⁰, що свідчить про аморфний характер ближнього порядкування даного поліуретану та наявності мікрообластей, що складаються лише з поліефірного компоненту.

Криві розсіювання левамізолу та гідроксиапатиту характеризуються наявністю чітких рефлексів, що характерно для низькомолекулярних сполук.

Характерні ознаки кривих ШКР індивідуального поліуретану та гідроксиапатиту чітко проявляються на дифрактограмі бінарної композиції. Експериментальна крива повністю відтворює адитивну, тобто, композиція ПУ-20ГАП являє собою механічну суміш вихідних компонентів, структура і хімічний стан яких не зазнає змін.

На відміну від цього, на дифрактограмі системи ПУ-6ЛЕВ спостерігається часткове зникнення вихідної кристалічної форми левамізолу (зникають інтенсивні рефлекси при 24⁰, 26,4⁰, залишаються рефлекси 7,5⁰ та 16⁰) при формуванні суміші цього матеріалу з поліуретаном. На кривій ШКР системи ПУ-20ГАП-6ЛЕВ повністю відсутні рефлекси левамізолу при 7,5⁰ та 16⁰, які мають місце на дифрактограмі бінарної композиції ПУ-6ЛЕВ, та дуже незначно проявляється рефлекс левамізолу при 24⁰.

Співставлення відповідних дифрактограм дозволяє стверджувати, що присутність ГАП в умовах формування потрійної системи сприяє тим перетворенням левамізолу, що характерні для відповідної бінарної системи.

Після перебування композиції ПУ-6ЛЕВ в організмі тварин спостерігаються суттєві зміни дифрактограм. По перше, після перебування композиції протягом 3 місяців in vivo кристалічні рефлекси, обумовлені наявністю левамізолу 7,5⁰ та 16⁰ , зникають і виникає аморфне плече розсіяння в інтервалі кутів 13-17⁰. Останній ефект після подальшого перебування в середовищі організму значно зменшується. По друге, витримування в організмі (6 місяців імплантації) приводить до значного підвищення інтенсивності розсіяння на мінімальних кутах.

На кривих ШКР композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ протягом 3 і 6 місячного перебування в середовищі організму експериментальних тварин рефлекси вихідного левамізолу повністю зникають. В той же час, профіль аморфного гало після незначного зниження інтенсивності та підвищення інтенсивності розсіяння на мінімальних кутах в результаті 3-х місячної імплантації практично не демонструє додаткових змін при 6 місяців імплантації.

Таким чином, отримані результати свідчать про те, що вже на етапі отримання вихідних композицій, що містять лише левамізол, відбувається часткове руйнування його кристалічної структури та перехід в аморфний стан. Присутність гідроксиапатиту в композиції сприяє цьому процесу.

Після 6-ти місяців перебування композиції ПУ-6ЛЕВ в умовах in vivo спостерігається повний перехід левамізолу в аморфний стан та його вимивання з поліуретанової матриці, яке супроводжується більш інтенсивною її деструкцією та гетерогенізацією. Присутність в композиції ПУ-20ГАП-6ЛЕВ гідроксиапатиту істотно сприяє виходу левамізолу з композиції в умовах in vivo.

Активація остеогенезу при пластиці кісткових дефектів у експериментальних тварин полімерними композиціями з гідроксиапатитом та левамізолом

З метою вивчення процесу активації остеогенезу при пластиці кісткових дефектів полімерними композиціями з гідроксиапатитом та левамізолом (ПУ-20ГАП-6ЛЕВ) були розроблені моделі операцій по пластиці штучно отриманих кісткових дефектів у експериментальних тварин (білі щури).

Були випробувані 3 моделі операцій:

в першому випадку знімали поверхню середньої третини кістки та досліджуваний матеріал накладали на голу кістку;

в другому випадку кістку пересікали в області між верхньою та середньою частиною і матеріал імплантували в місце перелому;

в третьому випадку від одного з переломів в місці пересічення відламували ще шматочок кістки і розробленою композицією приклеювали його до ушкодження.

Через 14 діб у всіх трьох випадках навколо полімерного імплантату при мікроскопічному дослідженні мала місце круглоклітинна реакція більш виражена з боку м'яких тканин біля імплантату. Тут же виявляється сполучнотканинна капсула, аналогічна тій, що й при підшкірній імплантації затверділих зразків цієї ж композиції з тим же строком дослідження. В ділянках між полімерною композицією та кісткою спостерігається вростання мезенхімальних елементів та кровоносних судин, котрі розміщуються в прилеглих порах полімеру. В першому випадку надкісниця наповзає від краю дефекту на полімер. При травмі кістки (другий випадок) процес нагадує первинне зрощування кістки, але сполучнотканинний мозоль має фрагменти полімеру, котрі є каркасом для його росту. У третьому випадку процес йде шляхом вторинного кісткового зрощування через деяке зміщення кісткових уламків.

Через 6 місяців, у першому випадку, з'являється нормальна кістка з острівцями полімерного імплантату, місцями впаяного в надкісницю, а місцями лежачого в м'яких тканинах біля кістки. У другому випадку, на отриманій травмі знайдена нормальна кістка, що включає фрагменти полімеру, поблизу яких є декілька остеобластів та остеокластів, що свідчить про заміщення імплантату регенерованою кісткою. В третьому випадку, гістологічна картина аналогічна другому випадку, однак відбувається деяке зміщення кісткових уламків, що повинно було б викликати розростання хрящової тканини та її регенерацію по другому типу зрощення. Однак відсутність хрящових клітин в зоні травми свідчить про те, що полімерний імплантат або прискорив достигання хрящового мозолю в кісткову тканину, або спрямував її регенерацію шляхом первинного зрощування.

Таким чином, задачу по моделюванню оперативного втручання по пластиці кісткової тканини можна вважати успішно завершеною. Полімерні композиції, які містять гідроксиапатит, стимулюють процес кісткоутворення і можуть бути рекомендовані для клінічних випробувань.

ВИСНОВКИ

1. Отримані нові біологічно активні ендопротези тимчасової дії для пластики дефектів кісткової тканини, які утворюються в результаті різних патологічних процесів.

2. Вперше використано гідроксиапатит в складі поліуретана, що біодеструктує, з метою надання імплантату здатності інтенсивно стимулювати процес кісткоутворення.

3. Встановлено, що введення гідроксиапатиту та левамізолу в поліуретанову основу значно підвищує її здатність до адгезії.

4. Показано, що присутність гідроксиапатиту в поліуретановій композиції стимулює процес накопичення з тканинної рідини in vivo неорганічної складової, яка служить основою для процесів кісткоутворення в регенеруючій тканині.

5. Доказано, що накопичення неорганічної складової кісткової тканини відбувається не на поверхні, а по всій масі поліуретанових композицій з гідроксиапатитом.

6. Встановлено, що присутність гідроксиапатиту в полімерній композиції з лікарською речовиною - левамізолом не зменшує проценту виходу ліків в умовах in vitro і не знижує його фармакологічної дії в умовах in vivo.

7. Показано, що розроблені полімерні композиції з гідроксиапатитом нетоксичні, стимулюють процес кісткоутворення та можуть бути рекомендовані для клінічних випробувань.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Рожнова Р.А., Галатенко Н.А., Храновський О.В., Гриценко В.П., Лебедєв Є.В. Полімерна композиція з біокерамікою для пломбування кісткових дефектів // Доп. НАН України.- 1997.- № 12.- С.146-149.

2. Шекера О.В., Луговская Г.Г., Лебедев Е.В., Рожнова Р.А., Пхакадзе Г.А. Исследование влияния -облучения на свойства полиуретанов медицинского назначения // Доп. НАН України. - 1996.- № 1.- С. 99-101.

3. Рожнова Р.А., Галатенко Н.А., Закашун Т.Е., Мнышенко Т.И., Лебедев Е.В. Биохимическая характеристика соединительнотканной реакции на биологически активные полиуретановые имплантаты с гидроксиапатитом // Доп. НАН України. - 1998. - № 5.- С. 158-161.

4. Створення біологічно-активних полімерних матеріалів. Галатенко Н.А., Починок О.В., Рожнова Р.А., Лебедєв Є.В. // Наукові основи розробки лікарських препаратів. - Х.: Основа, 1998, С. 296-301.

5. Поліуретанова композиція з біокерамікою для пластики кісткових дефектів, що виявляє пролонговану лікарську дію. Рожнова Р.А., Галатенко Н.А., Лебедєв Є.В. // Наукові основи розробки лікарських препаратів. - Х.: Основа, 1998, С. 192-196.

6. Біохімічна і гістологічна характеристики сполучнотканинної реакції на біологічно активні поліуретанові імплантати наповнені гідроксиапатитом. Рожнова Р.А, Галатенко Н.А., Лебедєв Є.В. // Наукові основи розробки лікарських препаратів. - Х.: Основа, 1998, С. 457-463.

7. Полімерна композиція з біокерамікою на основі поліуретану для пластики кісткової тканини. Рожнова Р.А., Гриценко В.П., Савицька О.С., Галатенко Н.А. // Тез. доп. на VIII Українській конференції з високомолекулярних сполук. - Київ: ІХВС НАН України. - 1996. - С. 76.

8. Дослідження методом БППВВ спектроскопії полімерної композиції з біокерамікою in vivo. Рожнова Р.А., Галатенко Н.А., Храновський В.О. // Тези доповідей на 8 Національній школі-семінарі з міжнародною участю. Спектроскопія молекул і кристалів. - Суми: СДУ.- 1997.- С. 188.

9. The stimulation of proliferation of bone tissue. Galatenko N.A., Rozhnova R.A., Dubok V.A., Kebuladze I.V., Jhon-Karlos Spallone. // 3^rd Seminar and Meeting on Ceramics, Cells and Tissues; Bioceramic coatings for Guided bone growth. - Italy, Faenza.- 1996 - Р. 132.

10. A new dressing material. N. Galatenko, R. Rozhnova // International Surgery Congress: Wounds, Burns, Dressing. - Tel-Aviv: International Wound Association - 1998.- P. 77.

АННОТАЦИЯ

Рожнова Р.А. Биологически активные имплантаты на основе биодеструктируемых полиуретанов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности: 02.00.10 - биоорганическая химия. - Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, Киев, 1999 г.

Диссертация посвящена созданию новых полиуретановых имплантатов с биокерамикой для пластики костной ткани. Изучено влияние биологически активных наполнителей в составе полиуретановых композиций на их физико-химические характеристики в условиях in vivo и in vitro.

Сравнительное изучение прочностных характеристик разработанных полимерных композиций показало, что совместное введение в полиуретановую основу гидроксиапатита и левамизола в различных соотношениях значительно повышает ее способность к адгезии.

Физико-химические изменения, происходящие в композициях ПУ-20ГАП и ПУ-20ГАП-6ЛЕВ под воздействием среды живого организма, исследовали с помощью метода равновесного набухания Флори-Реннера, Методом МНПВО спектроскопии, рентгено-структурным анализом.

Полученные результаты физико-химических исследований свидетельствуют о том, что полимерные композиции ПУ-20ГАП-6ЛЕВ и ПУ-20ГАП после 6-ти месяцев имплантации увеличивают плотность сшивки относительно контроля (ПУ, ПУ-6ЛЕВ), а данные МНПВО спектроскопии указывают на значительное накопление неорганической составляющей костной ткани композициями в организме, причем не на поверхности, а по всей массе.

Исследования надмолекулярной и фазово-кристаллической структур полиуретановых имплантатов ПУ-20ГАП и ПУ-20ГАП-6ЛЕВ подтвердили тот факт, что введение в состав биодеструктируемого полимерного носителя гидроксиапатита способствует накоплению неорганической составляющей костной ткани in vivo, которая является основой костеобразования в регенерирующей ткани.

Биохимическим методом исследования были получены значения активностей кислой и щелочной фосфатаз в соединительнотканных капсулах, окружающих полимерные имплантаты ПУ-20ГАП, ПУ-20ГАП-6ЛЕВ. Высокие значения кислой фосфатазы для полимерной композиции ПУ-20ГАП на все сроки пребывания в организме, а для композиции ПУ-20ГАП-6ЛЕВ к 3-м месяцам имплантации, свидетельствуют о высокой активности макрофагальных элементов. Высокая активность щелочной фосфатазы для этих же композиций говорит в пользу стимуляции пролиферации фибробластических элементов освобожденными ионами Са²⁺ гидроксиапатита, что позволяет судить о процессах остеобразования в порах указанных полимерных образцов.

С использованием экстрационно-фотометрической методики изучена динамика выхода лекарственного вещества из композиций ПУ-20ГАП-6ЛЕВ и ПУ-6ЛЕВ (контроль) в условиях, имитирующих внутреннюю среду живого организма. Полученные результаты показали, что присутствие гидроксиапатита в полиуретановой композиции ПУ-20ГАП-6ЛЕВ не уменьшает процент выхода лекарства в условиях in vitro и, следовательно, не снижает его фармакологический эффект.

Проведенные исследования структурно-морфологических изменений в имплантатах, содержащих гидроксиапатит и левамизол, до и после пребывания в организме полностью подтверждают полученные результаты. Показано, что уже на этапе получения исходных композиций ПУ-20ГАП-6ЛЕВ, ПУ-6ЛЕВ (контроль) происходит разрушение кристаллической структуры левамизола и переход его в аморфное состояние. После 6 месяцев имплантации в композиции ПУ-6ЛЕВ наблюдается вымывание левамизола из полиуретановой матрицы с усилением процессов ее деструкции и гетерогенизации. Присутствие в композиции ПУ-20ГАП-6ЛЕВ гидроксиапатита способствует выходу лекарства в условиях in vivo.

С целью изучения процесса активации остеогенеза при пластике костных дефектов полиуретановыми композициями с гидроксиапатитом и левамизолом были разработаны модели операций на экспериментальных животных. Гистологические исследования показали, что во всех случаях имплантации композиций происходит более интенсивная реакция со стороны соединительной ткани и формирования костных структур. На ранних сроках имплантации происходит формирование надкостницы между имплантатом и костью, а также регенерация края кости. Через полгода происходит формирование костной ткани вокруг полимерного имплантата. Таким образом, разработанные модельные операции прошли успешно. Полимерные композиции, содержащие ГАП, стимулируют процесс костеобразования и могут быть рекомендованы для прохождения клинических испытаний.

Ключевые слова: биодеструкция, гидроксиапатит, левамизол, полиуретановая композиция, биологическая активность, регенерация.

АНОТАЦІЯ

Рожнова Р.А. Біологічно активні імплантати на основі здатних до біодеструкції поліуретанів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 02.00.10 - біоорганічна хімія. - Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 1999 р.

Дисертація присвячена створенню нових поліуретанових імплантатів для пластики кісткової тканини. Вивчено вплив біологічно активних наповнювачів на фізико-хімічні властивості поліуретанових композицій в умовах in vivo та in vitro. Встановлено, що введення гідроксиапатиту в склад полімерного носія стимулює накопичення неорганічної складової кісткової тканини в умовах in vivo, яка є основою кісткоутворення в регенеруючій тканині. Показано, що присутність гідроксиапатиту в композиції з лікарською речовиною сприяє її виходу в умовах in vitro та in vivo. Встановлено, що розроблені поліуретанові біологічно активні імплантати стимулюють процес кісткоутворення.

Ключові слова: біодеструкція, гідроксиапатит, левамізол, поліуретанова композиція, біологічна активність, регенерація.

ANNOTATION

Rozhnova R.A. Biologically active implants on base biodegradated polyurethanes. - Manuscript.

Thesis for candidate of sciences degree by speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry. - The Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1999.

The dissertation is devoted to creation of the new polyurethane implants for plastic of bone tissue. The influence of the biologically active fillers in structure of polyurethane compositions on their physical and chemical characteristics in condition in vivo and in vitro was studied. The introduce in structure of the biodegradated polymeric matrix of the hydroxyapatite is established to promote accumulation of the inorganic component of the bone tissue in vivo which is being appearance by basis of the bone formation in regenerating tissue was studied. The presence of hydroxyapatite in composition with remedy substance is shown to promote its yield in conditions in vitro and in vivo. The elaborated polyurethane biologically active implants is established to stimulate the process of bone formation.

Key words: biodegradation, hydroxyapatite, levamizole, polyurethane composition, biological activity, regeneration.

Размещено на Allbest.ru

...