Конструирование и исследование носителей лекарственных препаратов разной геометрии на основе поли (3-гидроксибутирата)
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Материалы для биомедицины 5
1.1.1 Синтетические материалы 5
1.1.2 Природные биоразрушаемые полимеры 7
1.2 Полигидроксиалканоаты-перспективные биодеградируемые
полимеры 9
1.2.1 Поли(3-гидроксибутират) 11
1.3 Формы доставки лекарственных препаратов 12
1.3.1 Традиционные методы доставки лекарств 13
1.3.2 Современные формы доставки лекарств 15
1.4 Конструирование лекарственных носителей на основе ПГА 18
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1 Характеристика П3ГБ 21
2.2 Методы получения лекарственных носителей разной геометрии 21
2.2.1 Антибактериальные препараты 21
2.2.2 Метод получения микрочастиц 23
2.2.3 Метод получения объемных таблетированных форм 23
2.2.4 Метод получения пломбировочного материала 23
2.3.1 Изучение свойств полимерных лекарственных носителей 24
2.3.2 Исследование кинетики оттока антибактериальных препаратов из
лекарственных носителей 25
2.3.3 Антибактериальный тест іпѵііго 25
2.4 Обработка данных 26
3. РЕЗУЛЬТАТЫ 27
3.1 Характеристика микрочастиц 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
ВЫВОДЫ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Материалы для биомедицины 5
1.1.1 Синтетические материалы 5
1.1.2 Природные биоразрушаемые полимеры 7
1.2 Полигидроксиалканоаты-перспективные биодеградируемые
полимеры 9
1.2.1 Поли(3-гидроксибутират) 11
1.3 Формы доставки лекарственных препаратов 12
1.3.1 Традиционные методы доставки лекарств 13
1.3.2 Современные формы доставки лекарств 15
1.4 Конструирование лекарственных носителей на основе ПГА 18
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1 Характеристика П3ГБ 21
2.2 Методы получения лекарственных носителей разной геометрии 21
2.2.1 Антибактериальные препараты 21
2.2.2 Метод получения микрочастиц 23
2.2.3 Метод получения объемных таблетированных форм 23
2.2.4 Метод получения пломбировочного материала 23
2.3.1 Изучение свойств полимерных лекарственных носителей 24
2.3.2 Исследование кинетики оттока антибактериальных препаратов из
лекарственных носителей 25
2.3.3 Антибактериальный тест іпѵііго 25
2.4 Обработка данных 26
3. РЕЗУЛЬТАТЫ 27
3.1 Характеристика микрочастиц 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
ВЫВОДЫ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 32
Создание экологически чистых материалов медицинского назначения, предназначенных для контакта со средой организма, и обладающих полезными свойствами остается одной из ключевых проблем современности.
Одним из важных направлений медицины и фармакологии является разработка лекарственных носителей с контролируемой скоростью доставки лекарств.
Системы контролируемой доставки лекарств (СКДЛ) предназначены для непрерывной подачи содержащихся в них веществ в течение длительного времени с заранее заданной скоростью. Контролируемая доставка препаратов особо востребована при различных инфекционных, в том числе долготекущих и системных заболеваниях.
Важным аспектом для создания лекарственных носителей является выбор материала, используемого в качестве матрикса. Такой материал должен обладать рядом медико-биологических и физико-механических свойств, например таких как биосовместимость и биодеградация.
На сегодняшний день поиск и синтез новых материалов для доставки лекарственных средств, отвечающих необходимым требованиям, является перспективным направлением (Волова и др., 2009).
Синтетические материалы, как правило, более доступны для конструирования СКЛД, чем полимеры природного происхождения, но их большим недостатком являются непредсказуемое взаимодействие с клетками и неконтролируемое время биодеградации в среде организма.
Биодеградируемые природные полимеры, используемые как носители лекарственных веществ (ЛВ),такие как коллаген, желатин, хитозан и полиэфиры бактериального происхождения - ПГА, обладают высокой биосовместимость, постепенно разрушаются в организме и, благодаря этому, появляется возможность контролировать выход ЛВ в окружающую среду. В то время как, при использовании традиционных лекарственных форм дозировка и концентрация лекарственных веществ в организме не поддается контролю, что приводит к увеличению терапевтической дозы, которое влечет за собой увеличение нежелательных побочных эффектов (Штильман, 1998).
Изучение новых систем доставки ЛВ с пролонгированным действием является приоритетной задачей в медицине.
Целью данной работы явилось конструирование и исследование полимерных лекарственных носителей разной геометрии: микрочастиц, пломбировочного материала и объемных таблетированных форм на основе поли(3-гидроксибутирата) (П(3ГБ)), нагруженных антибактериальными препаратами широкого спектра действия.
Исходя из поставленной цели, были сформулированы следующие задачи:
1. Изучить и освоить различные методы и технологии получения полимерных лекарственных носителей на основе П(3ГБ) с различными антибактериальными препаратами;
2. Получить лекарственные носители разной геометрии на основе П(3ГБ), нагруженные антибактериальными препаратами: тиенам, цефтриаксон, гентамицин;
3. Изучить свойства полученных полимерных лекарственных носителей;
4. Исследовать динамику выхода антибактериальных препаратов: тиенам, цефтриаксон, гентамицин из полимерных носителей на основе П(3ГБ) в модельную среду invitro;
5. Оценить лекарственную эффективность полимерных носителей на основе П(3ГБ), нагруженных антибактериальными препаратами на примере модельных микроорганизмов Escherichiacoli и Staphylococcusaureus.
Одним из важных направлений медицины и фармакологии является разработка лекарственных носителей с контролируемой скоростью доставки лекарств.
Системы контролируемой доставки лекарств (СКДЛ) предназначены для непрерывной подачи содержащихся в них веществ в течение длительного времени с заранее заданной скоростью. Контролируемая доставка препаратов особо востребована при различных инфекционных, в том числе долготекущих и системных заболеваниях.
Важным аспектом для создания лекарственных носителей является выбор материала, используемого в качестве матрикса. Такой материал должен обладать рядом медико-биологических и физико-механических свойств, например таких как биосовместимость и биодеградация.
На сегодняшний день поиск и синтез новых материалов для доставки лекарственных средств, отвечающих необходимым требованиям, является перспективным направлением (Волова и др., 2009).
Синтетические материалы, как правило, более доступны для конструирования СКЛД, чем полимеры природного происхождения, но их большим недостатком являются непредсказуемое взаимодействие с клетками и неконтролируемое время биодеградации в среде организма.
Биодеградируемые природные полимеры, используемые как носители лекарственных веществ (ЛВ),такие как коллаген, желатин, хитозан и полиэфиры бактериального происхождения - ПГА, обладают высокой биосовместимость, постепенно разрушаются в организме и, благодаря этому, появляется возможность контролировать выход ЛВ в окружающую среду. В то время как, при использовании традиционных лекарственных форм дозировка и концентрация лекарственных веществ в организме не поддается контролю, что приводит к увеличению терапевтической дозы, которое влечет за собой увеличение нежелательных побочных эффектов (Штильман, 1998).
Изучение новых систем доставки ЛВ с пролонгированным действием является приоритетной задачей в медицине.
Целью данной работы явилось конструирование и исследование полимерных лекарственных носителей разной геометрии: микрочастиц, пломбировочного материала и объемных таблетированных форм на основе поли(3-гидроксибутирата) (П(3ГБ)), нагруженных антибактериальными препаратами широкого спектра действия.
Исходя из поставленной цели, были сформулированы следующие задачи:
1. Изучить и освоить различные методы и технологии получения полимерных лекарственных носителей на основе П(3ГБ) с различными антибактериальными препаратами;
2. Получить лекарственные носители разной геометрии на основе П(3ГБ), нагруженные антибактериальными препаратами: тиенам, цефтриаксон, гентамицин;
3. Изучить свойства полученных полимерных лекарственных носителей;
4. Исследовать динамику выхода антибактериальных препаратов: тиенам, цефтриаксон, гентамицин из полимерных носителей на основе П(3ГБ) в модельную среду invitro;
5. Оценить лекарственную эффективность полимерных носителей на основе П(3ГБ), нагруженных антибактериальными препаратами на примере модельных микроорганизмов Escherichiacoli и Staphylococcusaureus.
Данная работа посвящена конструированию полимерных лекарственных носителей разной геометрии на основе П(3ГБ):микрочастицы, таблетированные 3D-формы и пломбировочный материал, исследованию их свойств и характеристик с оценкой эффективности действия invitro.
В данной работе в сравнительном аспекте изучены и описаны характеристики полимерных лекарственных носителей, содержащих антибактериальные препараты: тиенам, цефтриаксон, гентамицин. Лекарственные носители, нагруженные антибактериальными препаратами с различной исходной концентрацией были получены с применением различных методов и технологий.
При изучении свойств полимерных лекарственных носителей было показано, что микрочастицы, нагруженные тиенамом, имеют низкие значения дзета-потенциала, относительно микрочастиц, содержащих другие антибиотики, что определяет их наилучшую стабильность. Проанализировав полученные в ходе ряда экспериментов данные, можно заключить, что в зависимости от выбранного антибактериального препарата и его исходной концентрации, а так же от типа лекарственного носителя зависят его свойства. Так, показано, что образцы пломбировочного материала обладают наиболее высокой кинетикой оттока антибиотиков в модельную среду іпѵііго и так же обладают наиболее высокой лекарственной эффективностью против модельных микроорганизмов E.coli и S.aureus, в сравнении с другими полимерными носителями.
Установлено, что высокой кинетикой оттока, независимо от типа лекарственного носителя обладают образцы, нагруженные гентамицином, что может быть связано с его высоким показателем растворимости в воде (1г/мл). Однако, они значительно уступают в лекарственной эффективности образцам, нагруженным тиенамом.
Таким образом, полученные данные могут служить основой для дальнейших исследований лекарственных носителей in vivo.
ВЫВОДЫ
1. Изучены различные методы и технологии получения полимерных лекарственных носителей на основе П(3ГБ) с антибактериальными препаратами. Освоен метод холодного прессования под давлением и эмульсионный метод получения микрочастиц. Освоен метод депонирования антибактериальных препаратов в полимерные матриксы;
2. Получены лекарственные носители разной геометрии на основе П(3ГБ), нагруженные антибактериальными препаратами: тиенам, цефтриаксон, гентамицин. [Изъят 1 абзац]
3. Изучены свойства полученных на основе П(3ГБ) лекарственных носителей. [Изъят 1 абзац]
4. Исследована динамика выхода антибактериальных препаратов: тиенам, цефтриаксон, гентамицин из полимерных носителей на основе П(3ГБ) в модельную среду in vitro. [Изъят 1 абзац]
5. Оценили лекарственную эффективность полимерных носителей на основе П(3ГБ), нагруженных антибактериальными препаратами на примере модельных микроорганизмов Escherichiacoli и Staphylococcusaureus, установлено что наиболее эффективным лекарственным действием в отношении данных микроорганизмов обладает пломбировочный материал, нагруженный тиенамом.
В данной работе в сравнительном аспекте изучены и описаны характеристики полимерных лекарственных носителей, содержащих антибактериальные препараты: тиенам, цефтриаксон, гентамицин. Лекарственные носители, нагруженные антибактериальными препаратами с различной исходной концентрацией были получены с применением различных методов и технологий.
При изучении свойств полимерных лекарственных носителей было показано, что микрочастицы, нагруженные тиенамом, имеют низкие значения дзета-потенциала, относительно микрочастиц, содержащих другие антибиотики, что определяет их наилучшую стабильность. Проанализировав полученные в ходе ряда экспериментов данные, можно заключить, что в зависимости от выбранного антибактериального препарата и его исходной концентрации, а так же от типа лекарственного носителя зависят его свойства. Так, показано, что образцы пломбировочного материала обладают наиболее высокой кинетикой оттока антибиотиков в модельную среду іпѵііго и так же обладают наиболее высокой лекарственной эффективностью против модельных микроорганизмов E.coli и S.aureus, в сравнении с другими полимерными носителями.
Установлено, что высокой кинетикой оттока, независимо от типа лекарственного носителя обладают образцы, нагруженные гентамицином, что может быть связано с его высоким показателем растворимости в воде (1г/мл). Однако, они значительно уступают в лекарственной эффективности образцам, нагруженным тиенамом.
Таким образом, полученные данные могут служить основой для дальнейших исследований лекарственных носителей in vivo.
ВЫВОДЫ
1. Изучены различные методы и технологии получения полимерных лекарственных носителей на основе П(3ГБ) с антибактериальными препаратами. Освоен метод холодного прессования под давлением и эмульсионный метод получения микрочастиц. Освоен метод депонирования антибактериальных препаратов в полимерные матриксы;
2. Получены лекарственные носители разной геометрии на основе П(3ГБ), нагруженные антибактериальными препаратами: тиенам, цефтриаксон, гентамицин. [Изъят 1 абзац]
3. Изучены свойства полученных на основе П(3ГБ) лекарственных носителей. [Изъят 1 абзац]
4. Исследована динамика выхода антибактериальных препаратов: тиенам, цефтриаксон, гентамицин из полимерных носителей на основе П(3ГБ) в модельную среду in vitro. [Изъят 1 абзац]
5. Оценили лекарственную эффективность полимерных носителей на основе П(3ГБ), нагруженных антибактериальными препаратами на примере модельных микроорганизмов Escherichiacoli и Staphylococcusaureus, установлено что наиболее эффективным лекарственным действием в отношении данных микроорганизмов обладает пломбировочный материал, нагруженный тиенамом.