RU2510740C1 - Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining - Google Patents
Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510740C1 RU2510740C1 RU2012150149/05A RU2012150149A RU2510740C1 RU 2510740 C1 RU2510740 C1 RU 2510740C1 RU 2012150149/05 A RU2012150149/05 A RU 2012150149/05A RU 2012150149 A RU2012150149 A RU 2012150149A RU 2510740 C1 RU2510740 C1 RU 2510740C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxyapatite
- bioresorbable material
- oxide
- amorphous
- nanoparticles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к биоматериалам, представляющим собой наночастицы биорезорбируемого, аморфного гидроксиапатита, которые могут использоваться в медицине и в косметике, например, в качестве материала, стимулирующего регенерацию мягкой и костной ткани, в т.ч. в качестве средства, использующегося для заживления ран различной этиологии, в качестве остеопластического материала, в качестве активного компонента средств гигиены полости рта. Изобретение может быть использовано также в качестве наноносителя лекарственных средств.The invention relates to biotechnology, namely to biomaterials, which are nanoparticles of bioresorbable, amorphous hydroxyapatite, which can be used in medicine and in cosmetics, for example, as a material that stimulates the regeneration of soft and bone tissue, including as a tool used for healing wounds of various etiologies, as an osteoplastic material, as an active component of oral hygiene products. The invention can also be used as a nanocarrier of drugs.
Создание биоподобных материалов, максимально соответствующих по своей структуре природным тканям организма, является важнейшей задачей современной медицины. Применение ортофосфатов кальция в медицине в основном связано с материалами на основе кристаллического гидроксиапатита, используемыми для восстановления или замещения дефектов костной ткани (RU2402483, МПК: С01В 25/32; RU 2367633, МПК: С04В 35/622; RU 2245152, МПК: А61К 33/06; RU2372313, МПК: С04В 35/447).The creation of biosimilar materials that are as close as possible to the natural tissues of the body is the most important task of modern medicine. The use of calcium orthophosphates in medicine is mainly associated with materials based on crystalline hydroxyapatite used to repair or replace bone defects (RU2402483, IPC: СВВ 25/32; RU 2367633, IPC: С04В 35/622; RU 2245152, IPC: А61К 33 / 06; RU2372313, IPC: С04В 35/447).
Несмотря на положительные характеристики материалов на основе кристаллического гидроксиапатита, материалы на основе аморфных ортофосфатов кальция характеризуются более высокой степенью биосовместимости, способностью к быстрой и полной резорбции.Despite the positive characteristics of materials based on crystalline hydroxyapatite, materials based on amorphous calcium orthophosphates are characterized by a higher degree of biocompatibility and the ability to quickly and completely resorb.
Из уровня техники известен аморфный, карбонированный и фторированный гидроксиапатит для применения в составе зубных паст и способ его получения (RU 2179437, МПК: А61К 7/16). Гидроксиапатит представляет собой синтезированный материал со структурой гидроксиапатита, при этом он дополнительно содержит карбонатные группы и фтор группы в соответствии с формулой Са10(PO4)6(ОН)2-х-у(CJ3)х/2Fx, где х=0,01-0,3; у-0,01-0,4. Способ получения гидроксиапатита заключается в медленной нейтрализации в инертной атмосфере водного раствора гидроксида кальция смесью ортофосфорной и фтористоводородной кислот при 8-10°С при отдельном и непрерывном введении в реакционный раствор Са(НСО3)2. Образцы для контроля качества готовой продукции готовят в инертной атмосфере путем сушки и последующего высокотемпературного отжига.The prior art knows amorphous, carbonated and fluorinated hydroxyapatite for use in toothpastes and a method for its production (RU 2179437, IPC: A61K 7/16). Hydroxyapatite is a synthesized material with the structure of hydroxyapatite, while it additionally contains carbonate groups and fluorine groups in accordance with the formula Ca10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 -xy (CJ 3 ) x / 2Fx, where x = 0, 01-0.3; y-0.01-0.4. The method of producing hydroxyapatite consists in slowly neutralizing in an inert atmosphere an aqueous solution of calcium hydroxide with a mixture of phosphoric and hydrofluoric acids at 8-10 ° C with separate and continuous introduction of Ca (НСО 3 ) 2 into the reaction solution. Samples for controlling the quality of finished products are prepared in an inert atmosphere by drying and subsequent high-temperature annealing.
Данный способ характеризуется сложностью технологического процесса, связанного с многостадийностью и необходимостью проведения процесса в инертной атмосфере, а полученный продукт содержит в своем составе ионы фтора, которые, как известно ("Вестник СумДУ. Серия Физика, Математика, Механика" №2 2007 г. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биометериаловедения (обзор) С.Н.Данильченко), способны замещать гидроксильные группы (ОН) в структуре гидроксиапатита с образованием более прочных кристаллов фторапатита, а также обладают токсическим действием по отношению к мягким тканям организма.This method is characterized by the complexity of the process associated with the multi-stage process and the need to conduct the process in an inert atmosphere, and the resulting product contains fluoride ions, which are known ("Vestnik SumDU. Series Physics, Mathematics, Mechanics" No. 2 2007 Structure and properties of calcium apatites from the point of view of biomineralogy and biometrics (review) by S.N. Danilchenko), are able to replace hydroxyl groups (OH) in the structure of hydroxyapatite with the formation of more durable crystals of fluorapatite, and also have a toxic effect in relation to the soft tissues of the body.
Известен также способ получения ранозаживляющих и остеопластических материалов на основе гидроксиапатита (RU 2314107, МПК: А61К 33/06), включающий смешение гидроксиапатита и органической основы, в котором используют коллоидный раствор гидроксиапатита с концентрацией 1,4-2,8% по гидроксиапатиту, а в качестве органической основы - глицераты кремния. Компоненты используют при соотношении 1:(1,1-1,5). Ранозаживляющая активность достигается за счет коллоидного состояния и транскутанной активности глицератов кремния, оказывающей положительное воздействие на все виды тканей за счет эссенциального кремня, стимулирующего протекающие в тканях пролиферативно-репаративные процессы.There is also a method of producing wound healing and osteoplastic materials based on hydroxyapatite (RU 2314107, IPC: A61K 33/06), comprising mixing hydroxyapatite and an organic base, which uses a colloidal solution of hydroxyapatite with a concentration of 1.4-2.8% hydroxyapatite, and silicon glycerates are used as an organic base. The components are used at a ratio of 1: (1.1-1.5). Wound healing activity is achieved due to the colloidal state and transcutaneous activity of silicon glycerates, which has a positive effect on all types of tissues due to essential flint, which stimulates proliferative and reparative processes in the tissues.
Известно ранозаживляющее и остеопластическое средство и способ его получения (RU 02117492, МПК: A61L 15/00). Средство содержит композицию из коллагена и кальцийфосфатного вещества, нанесенную на одну сторону пленки, резорбируемой в живых тканях, до общей толщины средства 0,5-10 мм. Композиция может быть нанесена на обе стороны пленки до общей толщины средства 1-15 мм. При этом пленка может быть выполнена из поливинилпирролидона, поливинилкапролактама, полилактида, полигликолида, хитозана, альгината и коллагена, а кальцийфосфатное вещество представляет собой гидроксиапатит, трикальцийфосфат или их смесь. Средство может дополнительно содержать лекарственное вещество в количестве до 30% от массы композиционной структуры и является выбранным из антибиотиков, антисептиков, иммуномодуляторов и факторов роста.Known wound healing and osteoplastic agent and method for its production (RU 02117492, IPC: A61L 15/00). The tool contains a composition of collagen and calcium phosphate, deposited on one side of the film resorbed in living tissues, to a total thickness of 0.5-10 mm. The composition can be applied on both sides of the film to a total thickness of 1-15 mm. In this case, the film may be made of polyvinylpyrrolidone, polyvinylcaprolactam, polylactide, polyglycolide, chitosan, alginate and collagen, and the calcium phosphate substance is hydroxyapatite, tricalcium phosphate, or a mixture thereof. The tool may additionally contain a medicinal substance in an amount up to 30% by weight of the composite structure and is selected from antibiotics, antiseptics, immunomodulators and growth factors.
Однако в составе материала по данному изобретению использовано кальцийфосфатное вещество в кристаллической форме, характеризующееся низкой степенью резорбции.However, in the composition of the material according to this invention used calcium phosphate substance in crystalline form, characterized by a low degree of resorption.
Наиболее близким к заявляемому способу является материал в виде микрогранул на основе гидроксилапатита кальция и способ его получения (RU 2235061, МПК: С01В 25/32). Материал может быть использован при производстве композиционных материалов, биокерамики, а также материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, сорбентов, фармацевтических носителей и им аналогичных материалов. Материал содержит микрогранулы размером 1-2 мкм на основе кристаллического гидроксиапатита кальция, заключенного в органическую матрицу биополимеров с атомным соотношением Са/Р=1,67. Материал получают посредством смешивания гидроксида кальция и монозамещенного фосфата кальция, моногидрата в мольном соотношении Са/Р=1,67, добавления к этой смеси водного раствора, содержащего гидрогель с концентрацией полимера 0,01-10,0 масс.%, осаждения данных веществ при температуре 20-41°С при нейтральных значениях рН 6.8-7.2 с последующим фильтрованием и высушиванием конечного продукта в виде микрогранул при температуре 105-160°С. При этом смешивание и осаждение веществ осуществляют в течение от 1 минуты до 1 часа, а в качестве гидрогеля используют коллаген, и/или желатин, и/или кератин, и/или плаценту, и/или альгинат натрия, и/или ксантан, и/или эфиры целлюлозы, и/или гепарин, и/или хитозан, и/или воду.Closest to the claimed method is a material in the form of microgranules based on calcium hydroxylapatite and a method for its production (RU 2235061, IPC: С01В 25/32). The material can be used in the production of composite materials, bioceramics, as well as materials that stimulate the restoration of defects in bone tissue, sorbents, pharmaceutical carriers and similar materials. The material contains microgranules 1-2 microns in size based on crystalline calcium hydroxyapatite enclosed in an organic matrix of biopolymers with an atomic ratio of Ca / P = 1.67. The material is obtained by mixing calcium hydroxide and monosubstituted calcium phosphate, monohydrate in a molar ratio Ca / P = 1.67, adding to this mixture an aqueous solution containing a hydrogel with a polymer concentration of 0.01-10.0 wt.%, Precipitating these substances at a temperature of 20-41 ° C at neutral pH values of 6.8-7.2, followed by filtration and drying of the final product in the form of microgranules at a temperature of 105-160 ° C. In this case, the mixing and precipitation of substances is carried out for 1 minute to 1 hour, and collagen and / or gelatin and / or keratin and / or placenta and / or sodium alginate and / or xanthan are used as hydrogels / or cellulose ethers and / or heparin and / or chitosan and / or water.
Однако полученный данным способом материал характеризуется кристаллической структурой с крупным размером микрогранул, что не позволяет его использовать в качестве ранозаживляющего средства вследствие отсутствия резорбции в мягких тканях.However, the material obtained by this method is characterized by a crystalline structure with a large size of microbeads, which does not allow it to be used as a wound healing agent due to the absence of resorption in soft tissues.
Задачей данного изобретения является создание биорезорбируемого материала на основе гидроксиапатита, характеризующегося аморфной структурой.The objective of the invention is to provide a bioresorbable material based on hydroxyapatite, characterized by an amorphous structure.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение вещества, соответствующего химической формуле гидроксиапатита со степенью аморфности от 95 до 100%, достигающейся посредством изоморфного замещения катионов кальция катионами магния и цинка, реализуемого в процессе синтеза материала в органической матрице биополимеров.The technical result of the invention is to obtain a substance corresponding to the chemical formula of hydroxyapatite with a degree of amorphism from 95 to 100%, achieved by isomorphic replacement of calcium cations by cations of magnesium and zinc, realized in the process of synthesis of the material in an organic matrix of biopolymers.
Таким образом, получаемый материал состоит из наночастиц гидроксиапатита в аморфном состоянии, имеющих сферическую или сфероподобную форму, включенных в органическую матрицу биополимеров, обладает повышенной биосовместимостью, а также способностью быстро и полностью резорбироваться в мягких тканях, что позволяет использовать его в медицине для эффективного заживления ран различной этиологии. Кроме того, материал является максимально схожим с биологическими ортофосфатами кальция, отличающийся от стехиометрического гидроксиапатита кальция некоторыми аспектами, включающими аморфное состояние, обеспечивающее высокую скорость и полную резорбцию в мягких тканях, содержание в составе ионов магния и цинка, благотворно влияющих на процессы ранозаживления.Thus, the resulting material consists of hydroxyapatite nanoparticles in an amorphous state, having a spherical or spherical shape, included in the organic matrix of biopolymers, has increased biocompatibility, and the ability to quickly and completely resorb in soft tissues, which allows its use in medicine for effective wound healing various etiologies. In addition, the material is most similar to biological calcium orthophosphates, differing from stoichiometric calcium hydroxyapatite in some aspects, including an amorphous state, which provides high speed and complete resorption in soft tissues, the content of magnesium and zinc ions in the composition, which beneficially affect wound healing processes.
Поставленная задача решается тем, что материал включает размещенные в органической матрице наночастицы аморфного гидроксиапатита кальция, частично изоморфно замещенного ионами металлов II группы (MII) общей формулы Са10-х MIIx (PO4)6ОН2, где (MII) - Mg2+ и/или Zn2+, 0,01<х<2, при этом наночастицы имеют сферическую и/или сфероподобную форму и размер 5-40 нм. Материал может дополнительно содержать марганец и/или кремний и/или медь и/или серебро и/или селен при массовом соотношении ионов металлов к конечному продукту до 1 мас.%. В качестве органической матрицы использованы полимеры природного происхождения, например, гиалуроновая кислота, и/или альгинат, и/или ксантан, и/или эфиры целлюлозы, и/или гепарин, и/или хитозан, и/или коллаген, и/или желатин, и/или кератин. Аморфная структура материала сохраняется при высушивании до 500°С. Высушивание материала при 550°С приводит к образованию слабозакристаллизованной фазы гидроксиапатита.The problem is solved in that the material includes nanoparticles of amorphous calcium hydroxyapatite placed in an organic matrix, partially isomorphically replaced by metal ions of group II (M II ) of the general formula Ca 10-x M II x (PO 4 ) 6 OH 2, where (M II ) - Mg 2+ and / or Zn 2+ , 0.01 <x <2, while the nanoparticles have a spherical and / or spherical shape and a size of 5-40 nm. The material may additionally contain manganese and / or silicon and / or copper and / or silver and / or selenium with a mass ratio of metal ions to the final product of up to 1 wt.%. Polymers of natural origin, for example, hyaluronic acid and / or alginate and / or xanthan and / or cellulose ethers and / or heparin and / or chitosan and / or collagen and / or gelatin, are used as an organic matrix and / or keratin. The amorphous structure of the material is preserved by drying to 500 ° C. Drying of the material at 550 ° C leads to the formation of a weakly crystallized hydroxyapatite phase.
Поставленная задача решается также тем, что способ получения биорезорбируемого материала на основе гидроксиапатита включает приготовление смеси из гидроксида кальция, монозамещенного фосфата кальция моногидрата и оксидов металлов, в качестве которых используют, по крайней мере, оксид магния, и/или оксид цинка, при атомном соотношении (Са+MII)/P=1,67, Са/Р не ниже 1,33, где (MII) -Mg2+ и/или Zn2, добавление к этой смеси водного раствора биополимера в виде гидрогеля с концентрацией полимера 0,01-10,0 мас.% для формирования органической матрицы, осаждение наночастиц аморфного гидроксиапатита при температуре 10-30°С при нейтральных значениях рН 7,0-7,5 с последующим фильтрованием и высушиванием осадка при температуре 20-30°С до получения конечного продукта. В качестве гидрогеля используют коллаген, и/или желатин, и/или кератин, и/или альгинат, и/или ксантан, и/или эфиры целлюлозы, и/или гепарин, и/или хитозан, и/или гиалуроновую кислоту. В качестве оксидов металлов дополнительно вводят оксид марганца и/или оксид кремния и/или оксид меди и/или оксид серебра и/или оксид селена при массовом соотношении ионов металлов к конечному продукту до 1 мас.%.The problem is also solved by the fact that the method of producing a bioresorbable material based on hydroxyapatite involves the preparation of a mixture of calcium hydroxide, monosubstituted calcium phosphate monohydrate and metal oxides, which are used at least magnesium oxide and / or zinc oxide, with an atomic ratio (Ca + M II ) / P = 1.67, Ca / P not lower than 1.33, where (M II ) -Mg 2+ and / or Zn 2 , adding to this mixture an aqueous solution of the biopolymer in the form of a hydrogel with a polymer concentration 0.01-10.0 wt.% To form an organic matrix, precipitation anochastits amorphous hydroxyapatite at a temperature of 10-30 ° C at neutral pH 7.0-7.5, followed by filtration and drying the precipitate at a temperature of 20-30 ° C to obtain the final product. Collagen and / or gelatin and / or keratin and / or alginate and / or xanthan and / or cellulose ethers and / or heparin and / or chitosan and / or hyaluronic acid are used as a hydrogel. As metal oxides, manganese oxide and / or silicon oxide and / or copper oxide and / or silver oxide and / or selenium oxide are additionally introduced at a mass ratio of metal ions to the final product of up to 1 wt.%.
По сравнению с наиболее близким аналогом заявляемый материал отличается компонентным составом, соотношением компонентов, фазовым составом и структурой, формой и размером получаемых частиц, а также режимными параметрами процесса получения материала. Благодаря использованию совокупности существенных признаков, представленных в формуле изобретения, удалось изменить кристаллическую структуру материала и получить новое вещество с новыми свойствами. При этом определенное влияние на изменение кристаллической структуры материала оказало введение магния и цинка на определенном этапе синтеза. Магний - один из основных участников синтеза клеточных пептидов, он входит в состав 13 металлопротеинов и более 300 ферментов, ионы магния оказывают большое влияние на процессы синтеза клетками соединительной ткани. Магний является одним из основных биоэлементов, обеспечивающих физиологический метаболизм соединительной ткани. Цинк является компонентом или активатором более чем 200 ферментов и участвует во множестве жизненных процессов. Цинк играет важнейшую роль в процессах обновления и быстрого ранозаживления кожи. Эпителизация без достаточного уровня цинка в ране оказывается затрудненной.Compared with the closest analogue of the claimed material differs in component composition, ratio of components, phase composition and structure, shape and size of the resulting particles, as well as operational parameters of the process of obtaining the material. Through the use of a combination of essential features presented in the claims, it was possible to change the crystalline structure of the material and obtain a new substance with new properties. In this case, the introduction of magnesium and zinc at a certain stage of the synthesis had a definite effect on the change in the crystal structure of the material. Magnesium is one of the main participants in the synthesis of cell peptides, it is part of 13 metalloproteins and more than 300 enzymes, magnesium ions have a great influence on the synthesis of connective tissue cells. Magnesium is one of the main bioelements providing physiological metabolism of connective tissue. Zinc is a component or activator of more than 200 enzymes and is involved in many life processes. Zinc plays a crucial role in the processes of renewal and rapid healing of the skin. Epithelization without a sufficient level of zinc in the wound is difficult.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена микрофотография просвечивающей электронной микроскопии и дифрактограмма образца материала, изготовленного по примеру 1; на фиг.2 - микрофотография просвечивающей электронной микроскопии и дифрактограмма образца материала по примеру 2; на фиг.3 -рентгенограмма образца материала по примеру 2, высушенного при температуре 550°С; на фиг.4 - микрофотография просвечивающей электронной микроскопии и дифрактограмма образца материала, изготовленного по примеру 3.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a micrograph of transmission electron microscopy and a diffraction pattern of a sample of material made according to example 1; figure 2 is a micrograph of transmission electron microscopy and a diffractogram of a sample of the material according to example 2; figure 3 is an x-ray sample of the material according to example 2, dried at a temperature of 550 ° C; figure 4 is a photomicrograph of transmission electron microscopy and a diffraction pattern of a sample of material made according to example 3.
Согласно современным представлениям о патогенезе многих заболеваний основная роль принадлежит активации процессов свободнорадикального окисления (СРО) (Зенков Н.К. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты / Н.К. Зенков, В.З. Панкин, Е.Б. Меньшикова. - М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. - 343 с., Швец П. Свободные радикалы, этиопатогенез заболеваний и пути терапевтического воздействия // Словакфарма ревю, 1996.- №4. - С.75-77, Aruoma O.I. Oxygen free radicals and human diseases / O.I. Aruoma, H. Kauer, B. Halliwell // J.R. Soc. Health.-1991. - Vol.111.- P.172-177). Имеются данные, свидетельствующие об инициальной роли СРО как одного из пусковых механизмов развития воспалительно-дистрофических процессов в различных тканях организма (Толстых М.П., 2004; Луцевич О.Э., 2003-2010; Davies K.J., 1995). При этом развитие окислительного стресса обусловлено нарушением баланса между антиоксидантной и прооксидантной системами. Основную роль в этом процессе играют активные формы кислорода, азота и свободные радикалы, образующиеся в процессах перекисного окисления липидов (ПОЛ), обладающие высокой реакционной способностью и вызывающие окислительную модификацию биополимеров, что приводит к нарушению тканевого дыхания в митохондриях и процессов гидроксилирования в микросомах. Установлено, что при моделировании гипоксии введением в среду инкубации субтоксических доз NaCN и динитрофенолом (ДНФ) увеличивается содержание ТБК-активных продуктов в остеобластах на 12 и 18% и фибробластах на 7 и 8% соответственно.According to modern ideas about the pathogenesis of many diseases, the main role belongs to the activation of free radical oxidation (SRO) processes (Zenkov N.K. Oxidative stress: biochemical and pathophysiological aspects / N.K. Zenkov, V.Z. Pankin, E.B. Menshikova. - M.: MAIK Nauka / Interperiodika, 2001. - 343 p., Shvets P. Free radicals, etiopathogenesis of diseases and therapeutic effects // Slovakopharma revue, 1996. - No. 4. - P.75-77, Aruoma OI Oxygen free radicals and human diseases / OI Aruoma, H. Kauer, B. Halliwell // JR Soc. Health.-1991. - Vol.111.- P.172-177). There is evidence of the initial role of SRO as one of the triggers for the development of inflammatory and dystrophic processes in various body tissues (Tolstykh MP, 2004; Lutsevich O.E., 2003-2010; Davies K.J., 1995). At the same time, the development of oxidative stress is due to the imbalance between the antioxidant and prooxidant systems. The main role in this process is played by the active forms of oxygen, nitrogen, and free radicals formed in lipid peroxidation (LPO) processes, which are highly reactive and cause oxidative modification of biopolymers, which leads to disruption of tissue respiration in mitochondria and hydroxylation processes in microsomes. It was found that when modeling hypoxia by introducing subtoxic doses of NaCN and dinitrophenol (DNP) into the incubation medium, the content of TBA-active products in osteoblasts increases by 12 and 18% and fibroblasts by 7 and 8%, respectively.
Изобретение поясняется примерами конкретного выполнения. При этом пример 1 характеризует состав материала-аналога, примеры 2 и 3 демонстрируют возможность получения нового материала.The invention is illustrated by examples of specific performance. In this case, example 1 characterizes the composition of the material analogue, examples 2 and 3 demonstrate the possibility of obtaining new material.
Пример 1 (сравнительный).Example 1 (comparative).
5,00 г гидроксида кальция и 7,50 г однозамещенного фосфата кальция моногидрата тщательно перемешивали в течение 1 минуты при температуре 20°С, постепенно добавляя 120.00 мл 0,5% водного раствора альгината натрия. Полученный осадок (рН 7,0) отделяли и высушили при 160°С. Результаты просвечивающей электронной микроскопии показали, что образец имеет тонковолокнистое строение и кристаллическую структуру с толщиной микрокристаллов 2-5 нм и длиной 10-50 нм (фиг.1).5.00 g of calcium hydroxide and 7.50 g of monosubstituted calcium phosphate monohydrate were thoroughly mixed for 1 minute at a temperature of 20 ° C, gradually adding 120.00 ml of a 0.5% aqueous solution of sodium alginate. The resulting precipitate (pH 7.0) was separated and dried at 160 ° C. The results of transmission electron microscopy showed that the sample has a fine-fiber structure and a crystalline structure with a microcrystal thickness of 2-5 nm and a length of 10-50 nm (Fig. 1).
Апробация данного материала в лечении первичных и вторичных гнойных ран различной локализации показала отсутствие ранозаживляющих свойств.Testing of this material in the treatment of primary and secondary purulent wounds of various localization showed the absence of wound healing properties.
Пример 2.Example 2
4,00 г гидроксида кальция, 0,41 г оксида магния, 0,27 г оксида цинка и 7,50 г однозамещенного фосфата кальция моногидрата тщательно перемешивали в течение 1 минуты при температуре 25°С, постепенно добавляя 120.00 мл 0,1% водного раствора гиалуроновой кислоты. Полученный осадок (рН 7,4) отделяли и высушивали при 25°С. Результаты просвечивающей электронной микроскопии показали, что образец состоит из сферических и сфероподобных наночастиц гидроксиапатита размером 5-40 нм и имеет аморфную структуру (фиг.2)4.00 g of calcium hydroxide, 0.41 g of magnesium oxide, 0.27 g of zinc oxide and 7.50 g of monosubstituted calcium phosphate monohydrate were thoroughly mixed for 1 minute at a temperature of 25 ° C, gradually adding 120.00 ml of 0.1% aqueous hyaluronic acid solution. The resulting precipitate (pH 7.4) was separated and dried at 25 ° C. The results of transmission electron microscopy showed that the sample consists of spherical and sphere-like hydroxyapatite nanoparticles with a size of 5-40 nm and has an amorphous structure (figure 2)
На фиг.3 представлена рентгенограмма образца, высушенного при 550°С, на которой прослеживается образование кристаллической фазы гидроксиапатита, посторонние фазы и примеси отсутствуют.Figure 3 presents the x-ray of the sample dried at 550 ° C, which traces the formation of the crystalline phase of hydroxyapatite, there are no extraneous phases and impurities.
При клинической апробации предложенного материала в лечении первичных и вторичных гнойных ран различной локализации установлено благотворное влияние на течение гнойного раневого процесса, в том числе и заживление гнойных ран. В стадии воспаления при применении предложенного материала усиливается трансформация полибластов в клеточные структуры, представляемые профибробластами и макрофагами. В стадии регенерации предложенный материал стимулирует рост грануляционной ткани и, как следствие, полноценный процесс эпителизации.Clinical testing of the proposed material in the treatment of primary and secondary purulent wounds of various localizations has established a beneficial effect on the course of purulent wound healing, including the healing of purulent wounds. In the stage of inflammation, when applying the proposed material, the transformation of polyblasts into cellular structures represented by profibroblasts and macrophages is enhanced. In the regeneration stage, the proposed material stimulates the growth of granulation tissue and, as a result, the full process of epithelization.
Свойства, характеризующие заявляемый материал, и его влияние на течение гнойного раневого процесса подтверждены экспериментально.The properties characterizing the claimed material, and its effect on the course of purulent wound healing process are confirmed experimentally.
В ходе исследования протекторных свойств предложенного материала на жизнеспособность фибробластов, как в норме, так и в условиях гипоксии, вызванной цианидом Na (NaCN) и динитрофенолом (ДНФ), установлено, что материал нетоксичен для фибробластов в нормальных условиях, а в условиях экспериментальной гипоксии, вызванной субтоксическими дозами NaCN и ДНФ, снижает уровень ТБК-активных продуктов в клетках, нормализует протекающие с участием свободных радикалов окислительные процессы и предупреждает разрушение биомембран клеток, связанное с активацией ПОЛ.In the course of the study of the protective properties of the proposed material for fibroblast viability, both under normal conditions and under conditions of hypoxia caused by Na cyanide (NaCN) and dinitrophenol (DNF), it was found that the material is non-toxic to fibroblasts under normal conditions, and under experimental hypoxia, caused by subtoxic doses of NaCN and DNF, reduces the level of TBA-active products in cells, normalizes oxidative processes taking place with the participation of free radicals and prevents the destruction of cell biomembranes associated with active atsiey LPO.
Внесение в среду инкубации NaCN и ДНФ вызывало снижение степени адгезии к субстрату, оцениваемой по уменьшению их площади и увеличению межклеточного расстояния. При этом NaCN и ДНФ угнетали рост фибробластов - на 75 и 47%. Учитывая, что ДНФ вызывает увеличение окислительных процессов и уменьшение образования макроэргических соединений, можно предполагать участие свободнорадикальных механизмов повреждения в его цитотоксическом действии. NaCN блокирует дыхательную цепь, вызывая накопление продуктов цикла трикарбоновых кислот. В ходе эксперимента установлено, что введение заявленного материала в среду инкубации способствовало нормализации метаболических процессов в условиях NaCN гипоксии и защищало культивируемые фибробласты от действия метаболических гипоксантов: NaCN и ДНФ.The introduction of NaCN and DNF into the incubation medium caused a decrease in the degree of adhesion to the substrate, estimated by a decrease in their area and an increase in the intercellular distance. At the same time, NaCN and DNF inhibited the growth of fibroblasts - by 75 and 47%. Considering that DNF causes an increase in oxidative processes and a decrease in the formation of macroergic compounds, we can assume the participation of free radical damage mechanisms in its cytotoxic effect. NaCN blocks the respiratory chain, causing the accumulation of tricarboxylic acid cycle products. During the experiment, it was found that the introduction of the claimed material into the incubation medium contributed to the normalization of metabolic processes under conditions of NaCN hypoxia and protected cultured fibroblasts from the action of metabolic hypoxants: NaCN and DNF.
Пример 3.Example 3
4,00 г гидроксида кальция, 0,41 г оксида магния, 0,27 г оксида цинка, 0,07 г оксида селена и 7,50 г однозамещенного фосфата кальция моногидрата тщательно перемешивали в течение 1 минуты при температуре 25°С, постепенно добавляя 120.00 мл 0,1% водного раствора гиалуроновой кислоты. Полученный осадок (рН 7,2) отделяли и высушивали при 25°С. Результаты просвечивающей электронной микроскопии показали, что образец состоит из сферических и сфероподобных наночастиц гидроксиапатита размером 5-40 нм и имеет аморфную структуру (фиг.4).4.00 g of calcium hydroxide, 0.41 g of magnesium oxide, 0.27 g of zinc oxide, 0.07 g of selenium oxide and 7.50 g of monosubstituted calcium phosphate monohydrate were thoroughly mixed for 1 minute at a temperature of 25 ° C, gradually adding 120.00 ml of a 0.1% aqueous solution of hyaluronic acid. The resulting precipitate (pH 7.2) was separated and dried at 25 ° C. The results of transmission electron microscopy showed that the sample consists of spherical and sphere-like hydroxyapatite nanoparticles with a size of 5-40 nm and has an amorphous structure (figure 4).
Пример 4.Example 4
4,28 г гидроксида кальция, 0,39 г оксида магния и 7,50 г однозамещенного фосфата кальция моногидрата тщательно перемешивали в течение 1 минуты при температуре 25ºС, постепенно добавляя 120,00 мл 0,1 % водного раствора гиалуроновой кислоты. Полученный осадок (рН 7,2) отделяли и высушивали при 25ºС. Результаты просвечивающей электронной микроскопии показали, что образец состоит из сферических и сфероподобных наночастиц гидроксиапатита размером 5-40 нм и имеет аморфную структуру (см. фиг. 5).4.28 g of calcium hydroxide, 0.39 g of magnesium oxide and 7.50 g of monosubstituted calcium phosphate monohydrate were thoroughly mixed for 1 minute at a temperature of 25 ° C, gradually adding 120.00 ml of a 0.1% aqueous solution of hyaluronic acid. The resulting precipitate (pH 7.2) was separated and dried at 25 ° C. The results of transmission electron microscopy showed that the sample consists of spherical and sphere-like hydroxyapatite nanoparticles 5-40 nm in size and has an amorphous structure (see Fig. 5).
Пример 5.Example 5
4,64 г гидроксида кальция, 0,31 г оксида цинка и 7,50 г однозамещенного фосфата кальция моногидрата тщательно перемешивали в течение 1 минуты при температуре 25ºС, постепенно добавляя 120,00 мл 0,1 % водного раствора гиалуроновой кислоты. Полученный осадок (рН 7,0) отделяли и высушивали при 25ºС. Результаты просвечивающей электронной микроскопии показали, что образец состоит из сферических и сфероподобных наночастиц гидроксиапатита размером 5-40 нм и имеет аморфную структуру (см. фиг. 6).4.64 g of calcium hydroxide, 0.31 g of zinc oxide and 7.50 g of monosubstituted calcium phosphate monohydrate were thoroughly mixed for 1 minute at a temperature of 25 ° C, gradually adding 120.00 ml of a 0.1% aqueous solution of hyaluronic acid. The resulting precipitate (pH 7.0) was separated and dried at 25 ° C. The results of transmission electron microscopy showed that the sample consists of spherical and sphere-like hydroxyapatite nanoparticles 5-40 nm in size and has an amorphous structure (see Fig. 6).
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150149/05A RU2510740C1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150149/05A RU2510740C1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2510740C1 true RU2510740C1 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50437608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012150149/05A RU2510740C1 (en) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510740C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604411C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Би-Джи Техно" | Method for producing bioactive hydroxyapatite |
| RU2617103C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for obtaining magnesium-substituted hydroxyapatite |
| RU2645072C2 (en) * | 2015-12-14 | 2018-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ПОЛИСТОМ" | Hemostatic, wound-healing and osteoplastic agent |
| RU2703645C1 (en) * | 2019-06-05 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing organomodified hydroxyapatite |
| RU2741015C1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing osteoplastic disperse biocomposite |
| RU2748799C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-05-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for producing composite biomaterial chitosan/hydroxyapatite |
| RU2765850C1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) | Osteoplastic composition for remodelling the periimplant area of the mandibular bone |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6331312B1 (en) * | 1995-05-19 | 2001-12-18 | Etex Corporation | Bioresorbable ceramic composites |
| RU2235061C2 (en) * | 2002-10-29 | 2004-08-27 | Крылова Елена Анатольевна | Method for preparing calcium hydroxylapatite-base microgranule |
| RU2354408C2 (en) * | 2003-05-22 | 2009-05-10 | Артосс Гмбх | Inorganic resorbing material for bone replacement |
| RU2399582C2 (en) * | 2006-05-17 | 2010-09-20 | Игорь Анатольевич Помыткин | Hydroperoxylapatite and related compositions |
| WO2011016772A1 (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Biomatcell Ab | Ion substituted calcium phosphate particles |
| RU2426690C2 (en) * | 2006-05-30 | 2011-08-20 | Косвелл С.П.А. | Biologically active nanoparticles of carbonate-substituted hydroxyapatite, method of their production and compositions that include them |
-
2012
- 2012-11-26 RU RU2012150149/05A patent/RU2510740C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6331312B1 (en) * | 1995-05-19 | 2001-12-18 | Etex Corporation | Bioresorbable ceramic composites |
| RU2235061C2 (en) * | 2002-10-29 | 2004-08-27 | Крылова Елена Анатольевна | Method for preparing calcium hydroxylapatite-base microgranule |
| RU2354408C2 (en) * | 2003-05-22 | 2009-05-10 | Артосс Гмбх | Inorganic resorbing material for bone replacement |
| RU2399582C2 (en) * | 2006-05-17 | 2010-09-20 | Игорь Анатольевич Помыткин | Hydroperoxylapatite and related compositions |
| RU2426690C2 (en) * | 2006-05-30 | 2011-08-20 | Косвелл С.П.А. | Biologically active nanoparticles of carbonate-substituted hydroxyapatite, method of their production and compositions that include them |
| WO2011016772A1 (en) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | Biomatcell Ab | Ion substituted calcium phosphate particles |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604411C1 (en) * | 2015-07-14 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Би-Джи Техно" | Method for producing bioactive hydroxyapatite |
| RU2617103C1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Method for obtaining magnesium-substituted hydroxyapatite |
| RU2645072C2 (en) * | 2015-12-14 | 2018-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ПОЛИСТОМ" | Hemostatic, wound-healing and osteoplastic agent |
| RU2703645C1 (en) * | 2019-06-05 | 2019-10-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing organomodified hydroxyapatite |
| RU2741015C1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of producing osteoplastic disperse biocomposite |
| RU2748799C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-05-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method for producing composite biomaterial chitosan/hydroxyapatite |
| RU2765850C1 (en) * | 2020-10-26 | 2022-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО СтГМУ Минздрава России) | Osteoplastic composition for remodelling the periimplant area of the mandibular bone |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2510740C1 (en) | Bioresorbable material based on amorphous hydroxyapatite and method of its obtaining | |
| Zheng et al. | Ag modified mesoporous bioactive glass nanoparticles for enhanced antibacterial activity in 3D infected skin model | |
| US9044397B2 (en) | Medical devices with galvanic particulates | |
| Rau et al. | Sic Parvis Magna: Manganese-substituted tricalcium phosphate and its biophysical properties | |
| RU2555766C2 (en) | Method for producing mother-of-pearl mechanically structured by mechanical synthesis, mechanically structured mother-of-pearl produced by this method, and using same | |
| JP2011524324A (en) | Hypoxia-inducible factor (HIF) stabilized glass | |
| Barrioni et al. | Evaluation of in vitro and in vivo biocompatibility and structure of cobalt-releasing sol-gel bioactive glass | |
| JP2012521804A (en) | Medical devices with galvanic particulates | |
| Saxena et al. | Hydroxyapatite: an inorganic ceramic for biomedical applications | |
| JP2009528074A (en) | Antimicrobial material | |
| Szurkowska et al. | Hydroxyapatite-based materials for potential use in bone tissue infections | |
| US20190135897A1 (en) | Crystal Structures Comprising Elastin-Like Peptides | |
| Erpaçal et al. | A general overview of chitosan and its use in dentistry | |
| Słota et al. | Ceramic-polymer coatings on Ti-6Al-4V alloy modified with L-cysteine in biomedical applications | |
| JP2015503368A (en) | Hemostatic material and device containing galvanic particulates | |
| EP2937104A1 (en) | Resorbable membrane for guided bone regeneration | |
| CN101549172B (en) | Hydroxylapatite-bioglass film and preparation technology thereof | |
| Lu et al. | Applications of photothermally mediated nanohybrids for white spot lesions in orthodontics | |
| RU2722306C1 (en) | Composition for regulation of microelement metabolism in oral cavity | |
| Wu et al. | Promotion of osteoporotic bone healing by a tannic acid modified strontium-doped biomimetic bone lamella with ROS scavenging capacity and pro-osteogenic effect | |
| Tan et al. | A novel rapidly mineralized biphasic calcium phosphate with high acid-resistance stability for long-term treatment of dentin hypersensitivity | |
| RU2653480C1 (en) | Composition for stimulation of regeneration in defects of bone jaw tissue | |
| Thomas et al. | Influence of pH in the synthesis of calcium phosphate based nanostructures with enhanced bioactivity and pro‐angiogenic properties | |
| US20240059854A1 (en) | Method for mineralising a biopolymer membrane and membranes thereby obtained | |
| WO2014021797A2 (en) | A cement material for renewal of damaged dental tissues |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161010 |