ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Биохимия костной ткани 7
1.1.1 Основные химические компоненты костной ткани 7
1.1.2 Моделирование и ремоделирование костной ткани 8
1.1.3 Биохимические маркеры метаболизма костной ткани 9
1.2 Реконструкция дефектов костной ткани 10
1.2.1 Виды дефектов 10
1.2.2 Материалы биомедицинского назначения, применяемые для
реконструкции костной ткани 11
1.3 Послеоперационные инфекционные осложнения 13
1.4 Применение систем доставки лекарственных препаратов для
снижения риска осложнений 16
1.4.1 Лекарственные препараты против инфекционных осложнений 17
1.4.2 Полимеры как подходящие материалы для системы
контролируемой доставки лекарственных препаратов 21
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 23
2.1 Материалы исследований 23
2.2 Методы исследований 25
2.2.1 Оценка антибактериального действия лекарственного покрытия 25
2.2.2 Моделирование деградации лекарственного покрытия in vitro 26
2.2.3 Методы статистической обработки результатов 28
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 29
3.1 Результаты исследования антибактериального действия
лекарственного покрытия костных блоков 29
3.2 Результаты исследования профилей выхода меропенема из
лекарственного покрытия костных блоков 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 47
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
Актуальность работы. Реконструкция дефектов костной ткани с помощью новых технологий и материалов считается перспективным направлением в медицине. Обусловлено это высоким уровнем травм опорно-двигательного аппарата, обширностью стоматологических заболеваний, а также инфекционных осложнений после протезирования костей и суставов, таких как остеомиелит, гнойный артрит и др. Важной задачей при костной имплантации является предотвращение распространения инфекции на границе контакта поверхностей тканей и имплантата. Одним из способов, способствующих угнетению инфекционного процесса и повышающих эффективность лечения инфекции костей и суставов, является локальное применение лекарственных средств. В этом случае ситуация осложняется необходимостью доставки в нуждающуюся область антибактериального препарата (АБП) и поддержания его концентрации на заданном уровне длительное время.
Вопросы рационального применения АБП при лечении инфекции костей и суставов до настоящего времени не имеют однозначных ответов. Во многом это объясняется недостаточной эффективностью системной антибактериальной терапии, как правило, из-за низкой пенетрации АБП в костную ткань, антибиотикорезистентности многих возбудителей, роль которых в патогенезе имплантат-ассоциированных инфекций в ортопедии на сегодняшний момент неоспорима. Также открытым остается вопрос о длительности системной антибактериальной терапии послеоперационных инфекционных осложнений - продолжительность курсов колеблется от нескольких недель до нескольких месяцев.
Ортопедия и травматология являются обособленной областью медицины, в которой системная антибактериальная терапия проводится на протяжении длительного промежутка времени комбинацией препаратов в определенных дозах. Для этих целей разрабатывают композиционные
лекарственные покрытия, в которых на частицы нерастворимого в воде полимера наносится АБП. Первый обеспечивает адресную доставку лекарственного средства к очагу воспаления, второй - направлен на борьбу с возбудителями в зависимости от необходимого терапевтического эффекта. Полимеры, в зависимости от своих свойств и происхождения, обладают продолжительным периодом деградации в организме, что позволяет достигать замедленного и контролируемого высвобождения
импрегнированного АБП.
Изготовленные подобным образом композиционные материалы представляют собой комбинацию, благодаря которой достигаются те или иные оптимальные свойства: регенерация костной ткани, регулируемая скорость деградации полимера, контролируемое высвобождение АБП. Кроме непосредственного лечения послеоперационных инфекционных осложнений АБП, материалы могут быть использованы в качестве покрытия для имплантируемых изделий с целью профилактики адгезии микроорганизмов и формирования биопленок.
В связи с этим создание композиционных лекарственных покрытий для имплантируемых медицинских изделий является довольно актуальным направлением для многих областей медицины и фармакологии.
Целью работы является исследование антибактериальных свойств и параметров высвобождения меропенема из композиционного лекарственного покрытия костных блоков.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1) Изучить особенности биохимии костной ткани, виды дефектов и способы их реконструкции, возможные послеоперационные инфекционные осложнения и способы снижения риска их возникновения;
2) Оценить антибактериальное действие образцов костных блоков с лекарственным покрытием;
3) Подготовить экспериментальные образцы костных блоков с лекарственным покрытием, провести моделирование деградации лекарственных покрытий в условиях in vitroи оценить количественное высвобождение меропенема;
4) Оценить возможность использования органических
растворителей и метода сверхкритической флюидной экстракции для изготовления лекарственного покрытия.
Выпускная квалификационная работа написана на 53 листах, содержит 8 рисунков, 15 таблиц и список литературы на русском и английском языках из 60 источников.
В ходе выполнения бакалаврской работы были исследованы свойства созданных композиционных лекарственных покрытий для имплантируемых медицинских изделий в условиях in vitro.Были изучены профили элюции и высвобождение меропенема в раствор из экспериментальных образцов костных блоков, отличающихся способом изготовления лекарственного покрытия. Исследовано антибактериальное действие костных блоков с лекарственным покрытием.
По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
1) Нанесение лекарственного покрытия, содержащего меропенем, на поверхность костных блоков позволяет снизить риск возникновения постимплантационных инфекционных осложнений, вызванных Staphylococcus aureus;
2) Антибактериальным эффектом обладают все три группы образцов костных блоков с лекарственным покрытием. Применение органического растворителя и метода сверхкритической флюидной экстракции для изготовления лекарственного покрытия не снижают антибактериальный эффект;
3) Применение полимера для изготовления лекарственного покрытия позволяет увеличивать срок высвобождения лекарственного препарата;
4) Применение органического растворителя (ацетона) для изготовления лекарственного покрытия костных блоков и неполное его удаление повышает риск возникновения токсического действия образцов изделия на организм реципиента;
5) Неравномерность нанесения меропенема на костные блоки с помощью метода сверхкритической флюидной экстракции затрудняет определение его точной дозировки и поступление необходимой концентрации препарата к очагу воспаления в экспериментах in vivo.
