Hydrożelowe wstrzykiwane biomateriały zawierające

Hydrożelowe
wstrzykiwane
biomateriały
zawierające
polimerowe nośniki antybiotyków lub leków przeciw osteoporozie
Celem niniejszej pracy było opracowanie małoinwazyjnego systemu do
leczenia
chorób
tkanki
kostnej,
będącego
połączeniem
hydrożeli
(zapewniających wstrzykiwalność i lokalne działanie) oraz nanocząstek z lekami
(odpowiedzialnych za jednorodne, kontrolowane tempo uwalniania leków).
Przygotowywane materiały zawierały antybiotyki lub leki antyosteoporotyczne.
Początkowo określono warunki formowania poręcznej w manipulacji
matrycy, tj.: dobrano stężenie hydrożelu i czynnika sieciującego. Kolejno,
przyjmując jako kryterium stabilność właściwości w teście obciążeń
oscylacyjnych, dobrano rozmiar nośnika leku (w zakresie nano- oraz
mikrocząstek) do napełnienia żelu. Zastosowanie nanocząstek nadawało
układom lepszą odporność mechaniczną i ułatwiało wykonywanie iniekcji
(lepsza wstrzykiwalność). Następnie, po wskazaniu, że nanocząstki są lepszym
napełniaczem zoptymalizowano ich parametry pod kątem solubilizacji leków
(gentamycyny, wankomycyny, alendronianu sodu i kalcytoniny). Kolejno
opracowano materiały różniące się zawartością nanocząstek (ilość dobrano pod
względem skutecznej dawki leku), oraz stopniem sieciowania (zwiększano
dodatek jonów wapnia przy większej ilości domieszki). Układy oceniano pod
kątem poręczności aplikacji, odporności na obciążenia mechaniczne (test
reologiczny), uwalniania leków oraz aktywności biologicznej (ze szczepami
powodującymi
infekcje
osteoblastopodobnymi
w
przypadku
antybiotyków,
z
komórkami
w przypadku badania cytozgodności i z komórkami
osteoklastopodobnymi w przypadku oceny aktywności antyosteoporotycznej).
Hydrogel injectable biomaterials containing polymeric carriers of
antibiotics or anti-osteoprosis drugs
Purpose of this study was to develop minimally invasive system for the
treatment of bone diseases, which was combination of hydrogel (allowing
injectability and site-specific application) and nanoparticles with drugs (assuring
controlled rate of drug release). Materials included two types of drugs:
antibiotics and antiosteoporotic agents.
Firstly, conditions of forming handy in use matrix were optimised. To
do that, required concentration of the hydrogel and crosslinking agent were
chosen. Next, based on the criterion of minimum loss of mechanical strength in
oscillation, size of the optimal hydrogel filler, nano- or microparticles was
selected. It turned that the use of nanoparticles enabled formation of matrix
with better mechanical resistance and better injectability. After selection,
parameters for the solubilization of gentamicin, vancomycin, alendronate and
calcitonin into nanoparticles were adjusted. To adapt the formulations to
particular type of the therapy, the materials prepared differed in nanoparticles
content (matched to effective dose of the drug), and the degree of crosslinking
(increased concentration of calcium ions in case of a higher nanoparticles'
amount). Compositions were evaluated in terms of convenience of application,
resistance to mechanical stress drug release and the performance with
microbial strains causing bone infection for antibacterial activity, with
osteoblast-like cells for cytocompatibility and with osteoclast-like cells for
antiosteoporotic activity.