RU2475273C1 - Method of obtaining polymeric cement of medical purpose - Google Patents

Method of obtaining polymeric cement of medical purpose Download PDF

Info

Publication number
RU2475273C1
RU2475273C1 RU2012112852/15A RU2012112852A RU2475273C1 RU 2475273 C1 RU2475273 C1 RU 2475273C1 RU 2012112852/15 A RU2012112852/15 A RU 2012112852/15A RU 2012112852 A RU2012112852 A RU 2012112852A RU 2475273 C1 RU2475273 C1 RU 2475273C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bacteriophage
cement
mixture
polymer
polymer cement
Prior art date
Application number
RU2012112852/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юлия Николаевна Козлова
Александр Геннадьевич Самохин
Виталий Викторович Павлов
Владимир Евгеньевич Репин
Original Assignee
Юлия Николаевна Козлова
Александр Геннадьевич Самохин
Виталий Викторович Павлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юлия Николаевна Козлова, Александр Геннадьевич Самохин, Виталий Викторович Павлов filed Critical Юлия Николаевна Козлова
Priority to RU2012112852/15A priority Critical patent/RU2475273C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475273C1 publication Critical patent/RU2475273C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine. Described is method of obtaining polymeric cement of medical purpose, which includes mixing of prescription quantity of powdery polymer, liquid monomer, antibacterial component and mixture mixing, as antibacterial componen applied is solution, which contains bacteriophage or mixture of several different bacteriophages, which have lytic activity, in concentration not less than 106 PFU/ml, in amount 5.0-6.5 wt %, which is introduced into cement after mixture cooling to temperature 4-10°C. Mainly applied is/are bacteriophage(s) against bacteria of genus Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus. In particular case, applied is/are bacteriophage(s), individually selected for particular pathogen, for this purpose typing of causative agent of infection process of bacterial etiology agent in particular patient is preliminarily carried out.
EFFECT: method insures incretion quality of target product by incretion of antibacterial properties of polymeric cement.
4 cl, 1 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для получения полимерного цемента, обладающего антибактериальными свойствами, используемого при эндопротезировании, фиксации отломков кости, для замещения отсутствующей костной ткани, а также в челюстно-лицевой хирургии, пластической хирургии и стоматологии.The invention relates to medicine and can be used to obtain a polymer cement with antibacterial properties, used in arthroplasty, fixation of bone fragments, to replace missing bone tissue, as well as in maxillofacial surgery, plastic surgery and dentistry.

Известен способ получения полимерного цемента, включающий смешивание рецептурного количества порошкообразного полимера, жидкого мономера с добавлением антибиотика гентамицин гидрохлорида, либо гентамицин сульфата (патент US 4059684, оп. 22.11.1977). Получаемый известным способом полимерный цемент предназначен для формирования костноподобных структур искусственного происхождения произвольной формы и одновременной профилактики развития инфекционного процесса в зоне контакта между полимерным цементом в зоне контакта «цемент-кость» за счет присутствия антибиотика в составе композиции изделия.A known method of producing polymer cement, comprising mixing a prescription amount of a powdered polymer, a liquid monomer with the addition of an antibiotic gentamicin hydrochloride, or gentamicin sulfate (patent US 4059684, op. 22.11.1977). Obtained in a known manner, polymer cement is intended for the formation of bone-like structures of artificial origin of arbitrary shape and at the same time preventing the development of an infectious process in the contact zone between polymer cement in the cement-bone contact zone due to the presence of an antibiotic in the composition of the product.

Недостатком известного способа является низкое качество целевого продукта, а именно низкие антибактериальные свойства, связанные с наличием в составе полимерного цемента антибиотика гентамицин гидрохлорида либо гентамицин сульфата, который в современных условиях может оказаться неэффективным ввиду целого ряда факторов, включающих в себя эмиссию антибиотика в окружающие ткани и устойчивость микроорганизмов к конкретному антибиотику.The disadvantage of this method is the low quality of the target product, namely low antibacterial properties associated with the presence in the polymer cement of the antibiotic gentamicin hydrochloride or gentamicin sulfate, which in modern conditions may be ineffective due to a number of factors, including the emission of the antibiotic into the surrounding tissues and resistance of microorganisms to a specific antibiotic.

Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом, является способ получения полимерного цемента, включающий смешивание порошкообразного полимера и жидкого мономера с добавлением антибиотика гентамицин гидрохлорида в количестве 0,5-1,0 мас.% от общего количества компонентов композиции (патент RU 2195320, оп. 27.12.2002).Closest to the claimed method, the prototype, is a method of producing polymer cement, comprising mixing a powdered polymer and liquid monomer with the addition of the antibiotic gentamicin hydrochloride in an amount of 0.5-1.0 wt.% Of the total number of components of the composition (patent RU 2195320, op. 12/27/2002).

Недостатком известного способа является низкое качество целевого продукта, обусловленное следующими причинами:The disadvantage of this method is the low quality of the target product, due to the following reasons:

1) Отсутствие диффузии антибиотика в ткани при хорошо гомогенизированном цементе ввиду отсутствия пор в структуре полимерного цемента (A.S.Baker, L.W.Greenham. Release of gentamicin from acrylic bone cement. Elution and diffusion studies. J. Bone Joint Surg. Am. 1988; 70: 1551-1557).1) Lack of diffusion of antibiotic in the tissue with well-homogenized cement due to the absence of pores in the structure of polymer cement (ASBaker, LW Greenham. Release of gentamicin from acrylic bone cement. Elution and diffusion studies. J. Bone Joint Surg. Am. 1988; 70: 1551-1557).

2) Недостаточная эффективность используемых антибиотиков в случае наличия резистентной к ним микробиоты либо низкая концентрация импрегнированного в цемент антибиотика или ее нелинейное снижение с течением времени, что может привести к формированию резистентных штаммов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.2) The insufficient effectiveness of the antibiotics used in the presence of a microbiota resistant to them, or a low concentration of the antibiotic impregnated in cement or its non-linear decrease over time, which can lead to the formation of resistant strains of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms.

3) Необходимость увеличения концентрации антибиотика при неэффективности элиминации патогенной микробиоты, что ведет к нарушению гомогенности структуры цемента и ухудшению его прочностных свойств.3) The need to increase the concentration of the antibiotic with the ineffective elimination of pathogenic microbiota, which leads to a violation of the homogeneity of the cement structure and the deterioration of its strength properties.

4) Возможность токсических побочных явлений, связанных с наличием в составе полимерного цемента импрегнированного антибиотика, в частности гентамицина.4) The possibility of toxic side effects associated with the presence in the composition of polymer cement of an impregnated antibiotic, in particular gentamicin.

5) При наличии аллергических реакций на конкретный антибиотик, входящий в состав цемента, невозможно быстрое удаление аллергена из макроорганизма.5) If there are allergic reactions to a specific antibiotic that is part of the cement, it is not possible to quickly remove the allergen from the macroorganism.

Задачей изобретения является повышение качества целевого продукта за счет повышения антибактериальных свойств полимерного цемента.The objective of the invention is to improve the quality of the target product by increasing the antibacterial properties of polymer cement.

Техническим результатом решения поставленной задачи является обеспечение возможности получения полимерного цемента, обладающего повышенной антибактериальной активностью в отношении штаммов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, ответственных за развитие инфекционно-воспалительного процесса в месте имплантации изделия из цемента.The technical result of solving the problem is to provide the possibility of obtaining polymer cement with increased antibacterial activity against strains of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms responsible for the development of the infectious and inflammatory process at the site of implantation of a cement product.

Поставленная задача достигается заявляемым способом, заключающимся в следующем.The problem is achieved by the claimed method, which consists in the following.

Смешивают коммерчески доступные и разрешенные для медицинского применения компоненты композиции полимерного цемента, включающие порошкообразный полимер и жидкий мономер, смесь перемешивают, охлаждают для снижения теплового выхода экзотермической реакции полимеризации до температуры 4-10°С и добавляют раствор, содержащий бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью против возбудителя(ей) инфекционного процесса бактериальной этиологии с концентрацией частиц бактериофага, равной не менее 106 БОЕ/мл (бляшкообразующие единицы на миллилитр) в количестве 5,0-6,5 мас.%. Далее полимерный цемент повторно перемешивают и придают нужную форму изделию.The components of the polymer cement composition, commercially available and approved for medical use, are mixed, including powder polymer and liquid monomer, the mixture is mixed, cooled to reduce the thermal yield of the exothermic polymerization reaction to a temperature of 4-10 ° C, and a solution containing a bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages is added possessing lytic activity against the pathogen (s) of the infectious process of bacterial etiology with a concentration of bacteriophage particles equal to not enee June 10 PFU / ml (plaque forming units per milliliter) in an amount of 5.0-6.5 wt.%. Next, polymer cement is re-mixed and the desired shape of the product.

В преимущественном варианте, проводят подбор специфического бактериофага(ов), для чего предварительно осуществляют типирование (определение) возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии у конкретного больного путем культивирования микроорганизма(ов), полученного из взятого у пациента образца биоматериала, с тестируемым набором бактериофагов.In a preferred embodiment, a specific bacteriophage (s) is selected, for which a typing (determination) of the causative agent of the bacterial etiology of an infectious process is carried out in a particular patient by culturing a microorganism (s) obtained from a patient’s sample of biomaterial with a test set of bacteriophages.

В частном случае, используют заранее подготовленный бактериофаг или смесь из нескольких различных штаммов бактериофагов, проявляющих свою активность в отношении наиболее частых возбудителей инфекционных процессов в месте имплантации изделий из полимерного цемента, таких как бактерии рода Pseudomonas, Staphylococcus и Bacillus. При этом используют либо коммерчески доступный бактериофаг(и), либо бактериофаг(и), находящийся (депонированный) в доступных коллекциях микроорганизмов.In the particular case, a pre-prepared bacteriophage or a mixture of several different strains of bacteriophages is used, which are active against the most common infectious agents at the site of implantation of polymer cement products, such as bacteria of the genus Pseudomonas, Staphylococcus and Bacillus. In this case, either a commercially available bacteriophage (s) or a bacteriophage (s) located (deposited) in accessible collections of microorganisms are used.

Сырьем для антибактериального компонента служат фаголизаты микробных культур, подвергнутые стерилизации мембранной фильтрацией через фильтры с диаметром пор 0,22 мкм.The raw material for the antibacterial component is phagolysates of microbial cultures, sterilized by membrane filtration through filters with a pore diameter of 0.22 μm.

В результате получают полимерный цемент медицинского назначения с размерами микропор порядка 100-200 нм, обладающий антибактериальной активностью в отношении штаммов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, ответственных за развитие инфекционно-воспалительного процесса в месте имплантации изделия, либо системы медицинского назначения. Приготовленный полимерный цемент может храниться в течение 10 дней при температуре 6-10°С без потери антибактериальной активности.The result is a polymer cement for medical purposes with micropore sizes of the order of 100-200 nm, which has antibacterial activity against strains of pathogenic and opportunistic microorganisms responsible for the development of the infectious and inflammatory process at the site of implantation of the product or medical system. The prepared polymer cement can be stored for 10 days at a temperature of 6-10 ° C without loss of antibacterial activity.

Определяющими отличительными признаками заявляемого способа по сравнению с прототипом являются:The decisive distinguishing features of the proposed method in comparison with the prototype are:

1. В качестве антибактериального компонента в цемент добавляют раствор, содержащий бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью против возбудителя(ей) инфекционного процесса бактериальной этиологии с концентрацией частиц бактериофага, равной не менее 106 БОЕ/мл в количестве 5,0-6,5 мас.%, что позволяет получить полимерный цемент с повышенными антибактериальными свойствами, одновременно обладающий такими качествами, как отсутствие аллергических реакций на бактериофаг, прекращение действия бактериофага после лизиса патогенных бактерий с последующей самостоятельной элиминацией из макроорганизма.1. As an antibacterial component, a solution is added to the cement containing a bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages with lytic activity against the pathogen (s) of the bacterial etiology infectious process with a concentration of bacteriophage particles equal to at least 10 6 PFU / ml in an amount of 5.0 -6.5 wt.%, Which allows to obtain polymer cement with enhanced antibacterial properties, while having qualities such as the absence of allergic reactions to bacteriophage, termination I am a bacteriophage after lysis of pathogenic bacteria followed by self-elimination from a macroorganism.

2. Раствор, содержащий бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью, вносят в реакционную смесь после ее охлаждения до 4-10°С, что позволяет понизить температуру экзотермической реакции полимеризации с 110-120°С до 45-50°С и исключить инактивацию активности бактериофага(ов) против возбудителя(ей) инфекционного процесса.2. A solution containing a bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages with lytic activity is introduced into the reaction mixture after it is cooled to 4-10 ° C, which allows to lower the temperature of the exothermic polymerization reaction from 110-120 ° C to 45-50 ° C and exclude the inactivation of the activity of the bacteriophage (s) against the pathogen (s) of the infectious process.

3. В качестве бактериофага(ов), обладающего литической активностью, используют бактериофаг(и) против бактерий рода Pseudomonas, Staphylococcus или Bacillus, что позволяет расширить спектр и специфичность действия используемого бактериофага(ов).3. As bacteriophage (s) with lytic activity, bacteriophage (s) are used against bacteria of the genus Pseudomonas, Staphylococcus or Bacillus, which allows to expand the spectrum and specificity of the action of the bacteriophage (s) used.

4. Преимущественно используют бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью, индивидуально подобранный для конкретного патогена, для чего предварительно проводят типирование возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии у конкретного пациента для наработки соответствующего ему литического бактериофага, что позволяет усилить антибактериальные свойства целевого продукта и обеспечить индивидуальный подбор литического бактериофага для специфической фаготерапии и фагопрофилактики инфекционно-воспалительного процесса бактериальной этиологиии.4. A bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages with lytic activity, which is individually selected for a particular pathogen, is predominantly used. For this purpose, the causative agent of the bacterial etiology of the infectious process is preliminarily typed in a particular patient to produce the corresponding lytic bacteriophage, which enhances the antibacterial properties of the target product and provide individual selection of lytic bacteriophage for specific phagotherapy and phagop prevention of the infectious and inflammatory process of bacterial etiology.

Наличие в структуре полимерного цемента микропор размерами порядка 100-200 нм позволяет использовать такой цемент как носитель бактериофага(ов), обладающего(их) литической активностью, размеры пор которого достаточны для размещения бактериофага(ов) полимерного цемента, что в дальнейшем обеспечивает эмиссию бактериофага(ов) из полимерного цемента как на границе «цемент-кость», так и в окружающие ткани в концентрациях, достаточных для поддержания минимальной, подавляющей инфекцию, концентрации бактериофага в тканях, окружающих имплантируемое устройство или систему медицинского назначения.The presence in the structure of polymer cement of micropores with dimensions of the order of 100-200 nm allows the use of such cement as a carrier of bacteriophage (s) with (ly) activity, the pore sizes of which are sufficient to accommodate bacteriophage (s) of polymer cement, which subsequently ensures the emission of bacteriophage ( o) from polymer cement both at the cement-bone border and into surrounding tissues in concentrations sufficient to maintain a minimum, inhibiting infection, bacteriophage concentration in the tissues surrounding implantation my device or medical system.

На фиг.1 представлено изображение внутренней структуры полимерного цемента в образце размером 2×2 мкм, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии, в композиции которого отсутствуют модифицирующие компоненты, например бактериофаги, но отчетливо визуализируется пористость, достаточная для размещения в таких порах бактериофагов, представляющих собой наноразмерные частицы.Figure 1 shows the image of the internal structure of polymer cement in a 2 × 2 μm sample obtained using atomic force microscopy, the composition of which does not contain modifying components, such as bacteriophages, but clearly shows a porosity sufficient to accommodate bacteriophages representing are nanosized particles.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.The invention is illustrated by the following examples of specific performance.

Пример 1Example 1

Предварительно провели типирование возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии для конкретного больного и соответствующего ему бактериофага с литической активностью. Далее смешали 1 г стерильного порошкообразного полимера полиметилметакрилата [Poly [(Methyl Methacrylate)-Co-Styrene] Copolymer], 0,5 мл жидкого мономера метилметакрилата (Methyl methacrylate). Смесь перемешали и охладили на ледяной бане в течение 5 минут до температуры 7°С. Затем добавили 0,079 мл раствора, содержащего патогенспецифичный коммерчески доступный «стафилококковый бактериофаг» против Staphylococcus aureus 209 (производства ФГУП «НПО «Микроген», Россия) с концентрацией частиц бактериофага 1,1×107 БОЕ/мл в количестве 5,0 мас.%. Произвели тщательное перемешивание и придали нужную форму полимерному цементу.Previously, typing of the causative agent of the bacterial etiology of the infectious process was carried out for a particular patient and the corresponding bacteriophage with lytic activity. Next, 1 g of a sterile powdered polymer of polymethyl methacrylate [Poly [(Methyl Methacrylate) -Co-Styrene] Copolymer], 0.5 ml liquid methyl methacrylate monomer (Methyl methacrylate) was mixed. The mixture was stirred and cooled in an ice bath for 5 minutes to a temperature of 7 ° C. Then added 0.079 ml of a solution containing a pathogen-specific commercially available "staphylococcal bacteriophage" against Staphylococcus aureus 209 (manufactured by FSUE NPO Mikrogen, Russia) with a particle concentration of the bacteriophage 1.1 × 10 7 PFU / ml in an amount of 5.0 wt.% . They thoroughly mixed and gave the desired shape to the polymer cement.

В результате получили полимерный цемент следующего состава, мас.%:The result was a polymer cement of the following composition, wt.%:

Полиметилметакрилат (порошкообразный полимер) 63,3Polymethylmethacrylate (powder polymer) 63.3

Метилметакрилат (мономер) 31,7Methyl methacrylate (monomer) 31.7

Бактериофаг против Staphylococcus aureus 209 с количеством частиц бактериофага 1,1×107 БОЕ 5,0Bacteriophage against Staphylococcus aureus 209 with the number of particles of the bacteriophage 1.1 × 10 7 PFU 5.0

Пример 2Example 2

Предварительно провели типирование возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии для конкретного больного и наработку соответствующего ему бактериофага с литической активностью. Далее смешали 1 г стерильного порошкообразного полимера полиметилметакрилата [Methyl methacrylate - styrene copolymer and Poly methacrylate], 0,5 мл жидкого мономера метилметакрилата (Methyl methacrylate), смесь перемешали и охладили на ледяной бане в течение 10 минут до температуры 4°С. Затем добавили 0,1 мл раствора, содержащего патогенспецифичный бактериофаг против Pseudomonas aeruginosa, депонированный в коллекции НИИ ККМ ГНЦ ВБ «Вектор», г.Новосибирск под регистрационным номером V-357 с концентрацией частиц бактериофага 1,4×107 БОЕ/мл в количестве 6,25 мас.%. Произвели тщательное перемешивание и придали нужную форму полимерному цементу.Previously, typing of the pathogen of the bacterial etiology of the infectious process for a particular patient was carried out and the corresponding bacteriophage with lytic activity was produced. Next, 1 g of a sterile powdered polymer of polymethyl methacrylate [Methyl methacrylate - styrene copolymer and Poly methacrylate], 0.5 ml of liquid methyl methacrylate monomer (Methyl methacrylate) was mixed, the mixture was stirred and cooled in an ice bath for 10 minutes to a temperature of 4 ° C. Then added 0.1 ml of a solution containing a pathogen-specific bacteriophage against Pseudomonas aeruginosa deposited in the collection of the Research Institute of KKM SSC VB "Vector", Novosibirsk under registration number V-357 with a particle concentration of the bacteriophage of 1.4 × 10 7 PFU / ml in the amount 6.25 wt.%. They thoroughly mixed and gave the desired shape to the polymer cement.

В результате получили полимерный цемент следующего состава, мас.%:The result was a polymer cement of the following composition, wt.%:

Полиметилметакрилат (порошкообразный полимер) 62,5Polymethylmethacrylate (powder polymer) 62.5

Метилметакрилат (мономер) 31,25Methyl methacrylate (monomer) 31.25

Бактериофаг против Pseudomonas aeruginosa V-357 с количеством частиц бактериофага 1,4×107 БОЕ 6,25Bacteriophage against Pseudomonas aeruginosa V-357 with the number of particles of the bacteriophage 1.4 × 10 7 PFU 6.25

Пример 3Example 3

Приготовление полимерного цемента осуществляли аналогично примеру 2, за исключением того, что в качестве бактериофага использовали смесь бактериофагов, содержащую 0,052 мл бактериофага против Pseudomonas aeruginosa, депонированного в коллекции НИИ ККМ ГНЦ ВБ «Вектор», г. Новосибирск под регистрационным номером V-357 и 0,052 мл коммерчески доступного «стафилококкового бактериофага» против Staphylococcus aureus 209 с концентрацией частиц бактериофагов 1,25×107 БОЕ/мл.The preparation of polymer cement was carried out analogously to example 2, except that a bacteriophage mixture containing 0.052 ml of bacteriophage against Pseudomonas aeruginosa deposited in the collection of the Research Institute of KKM SSC VB "Vector", Novosibirsk under registration number V-357 and 0.052 was used as a bacteriophage. ml of a commercially available "staphylococcal bacteriophage" against Staphylococcus aureus 209 with a concentration of bacteriophage particles of 1.25 × 10 7 PFU / ml.

В результате получили полимерный цемент следующего состава, мас.%:The result was a polymer cement of the following composition, wt.%:

Полиметилметакрилат (порошкообразный полимер) 62,3Polymethyl methacrylate (powder polymer) 62.3

Метилметакрилат (мономер) 31,2Methyl methacrylate (monomer) 31.2

Смесь бактериофагов против Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus 209 с количеством частиц бактериофага 1,25×107 БОЕ 6,5A mixture of bacteriophages against Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus 209 with the number of particles of the bacteriophage 1.25 × 10 7 PFU 6.5

Пример 4Example 4

Предварительно провели типирование возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии для конкретного больного соответствующего ему бактериофага с литической активностью. Далее смешали 1 г стерильного порошкообразного полимера полиметилметакрилата [Methyl methacrylate - styrene copolymer и Poly methacrylate], 0,5 мл жидкого мономера метилметакрилата (Methyl methacrylate), смесь перемешали и охладили на ледяной бане в течение 5 минут до температуры 10°С. Затем добавили 0,1 мл раствора, содержащего патогенспецифичный бактериофаг против Bacillus species, депонированный в коллекции ИХБФМ СО РАН, г. Новосибирск, под регистрационным номером ph41 с концентрацией частиц бактериофага 6,8×108 БОЕ/мл в количестве 6,25 мас.%. Произвели тщательное перемешивание и придали нужную форму полимерному цементу.Previously, typing of the causative agent of the infectious process of bacterial etiology for a specific patient of the corresponding bacteriophage with lytic activity was performed. Next, 1 g of a sterile powdered polymer of polymethyl methacrylate [Methyl methacrylate - styrene copolymer and Poly methacrylate], 0.5 ml of liquid methyl methacrylate monomer (Methyl methacrylate) was mixed, the mixture was stirred and cooled in an ice bath for 5 minutes to a temperature of 10 ° C. Then, 0.1 ml of a solution containing a pathogen-specific bacteriophage against Bacillus species, deposited in the collection of the Institute of Bioorganic Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, was added under registration number ph41 with a concentration of particles of the bacteriophage 6.8 × 10 8 PFU / ml in the amount of 6.25 wt. % They thoroughly mixed and gave the desired shape to the polymer cement.

В результате получили полимерный цемент следующего состава, мас.%:The result was a polymer cement of the following composition, wt.%:

Полиметилметакрилат (порошкообразный полимер) 62,5Polymethylmethacrylate (powder polymer) 62.5

Метилметакрилат (мономер) 31,25Methyl methacrylate (monomer) 31.25

Бактериофаг против Bacillus species ph41 с количеством частиц бактериофага 6,8×108 БОЕ 6,25Bacteriophage against Bacillus species ph41 with the number of particles of bacteriophage 6.8 × 10 8 PFU 6.25

Пример 5Example 5

Для исследования пролонгированного действия бактериофага использовали культуру клеток Pseudomonas aeruginosa и полимерный цемент медицинского назначения, содержащий бактериофаг против данной культуры с количеством частиц бактериофага 8,0×106 БОЕ. Инкубирование культуры клеток Pseudomonas aeruginosa с полимерным цементом, содержащим бактериофаг, проводили при температуре 37°С в течение 18-20 ч. Подсчет вирусных частиц вели методом двухслойного агара. Количество вирусных частиц бактериофага, добавленного в цемент, определяли в культуральной жидкости. Концентрация частиц бактериофага составила 1,8×108 БОЕ/мл.To study the prolonged action of the bacteriophage, a Pseudomonas aeruginosa cell culture and medical grade polymer cement containing a bacteriophage against this culture with a bacteriophage particle number of 8.0 × 10 6 PFU were used. Incubation of the cell culture of Pseudomonas aeruginosa with polymer cement containing a bacteriophage was carried out at a temperature of 37 ° C for 18-20 hours. Viral particles were counted using a two-layer agar method. The number of viral particles of the bacteriophage added to the cement was determined in the culture fluid. The concentration of particles of the bacteriophage was 1.8 × 10 8 PFU / ml.

Затем цемент, содержащий бактериофаг, десятикратно отмывали в 1 мл 0,9%-ного раствора NaCl при интенсивном встряхивании на вортексе в течение 1-2 мин. Остатки жидкости удаляли стерильной фильтровальной бумагой. Фракции из аликвот 10 образцов, полученных после отмывки полимерного цемента, исследовали на присутствие фаговых частиц. Все аликвоты содержали вышеназванный бактериофаг. Цемент, отмытый от бактериофага, помещали в пробирку с культурой Pseudomonas aeruginosa. Инкубацию культуры клеток Pseudomonas aeruginosa с отмытым от бактериофага полимерным цементом проводили при температуре 37°С в течение 18-20 ч. Подсчет вирусных частиц проводили методом двухслойного агара. Концентрация частиц бактериофага с отмытого полимерного цемента составила 1×108 БОЕ/мл.Then the cement containing bacteriophage was washed ten times in 1 ml of a 0.9% NaCl solution with vigorous shaking on a vortex for 1-2 minutes. Residual liquid was removed with sterile filter paper. Fractions from aliquots of 10 samples obtained after washing the polymer cement were examined for the presence of phage particles. All aliquots contained the above bacteriophage. Cement washed from the bacteriophage was placed in a test tube with a Pseudomonas aeruginosa culture. The incubation of the cell culture of Pseudomonas aeruginosa with polymer cement washed from the bacteriophage was carried out at a temperature of 37 ° C for 18-20 hours. The viral particles were counted by the method of two-layer agar. The concentration of bacteriophage particles from the washed polymer cement was 1 × 10 8 PFU / ml.

Таким образом, показано, что бактериофаг активно элюируется из пор полимерного цемента в окружающую среду, при этом литическая активность бактериофага сохраняется.Thus, it was shown that the bacteriophage actively elutes from the pores of polymer cement into the environment, while the lytic activity of the bacteriophage is preserved.

Пример 6Example 6

Проводили определение длительности сохранения бактерицидной активности в образце полимерного цемента медицинского назначения, содержащего бактериофаг. Образец полимерного цемента, содержащего бактериофаг против Pseudomonas aeruginosa V-357 с количеством частиц бактериофага 8,0×106 БОЕ, выдерживали в течение десяти суток на воздухе при температуре +10°С, а затем определяли количество частиц бактериофага. Для этого образец помещали в пробирку с культурой Pseudomonas aeruginosa и культивировали при 37°С в течение 18-20 ч. Концентрация частиц бактериофага в образце с цементом, хранившимся в течение 10 суток, составила 4,4×109 БОЕ/мл.The duration of the persistence of bactericidal activity in a sample of polymer cement for medical purposes containing a bacteriophage was determined. A sample of polymer cement containing a bacteriophage against Pseudomonas aeruginosa V-357 with the number of particles of the bacteriophage 8.0 × 10 6 PFU was kept for ten days in air at a temperature of + 10 ° C, and then the number of particles of the bacteriophage was determined. For this, the sample was placed in a test tube with a Pseudomonas aeruginosa culture and cultured at 37 ° C for 18-20 hours. The concentration of bacteriophage particles in the sample with cement stored for 10 days was 4.4 × 10 9 PFU / ml.

Из примера 5 видно, что бактериофаг Pseudomonas aeruginosa V-357, добавленный в цемент, сохраняет свою литическую активность в течение десяти суток при температуре +10°С. Вещества, входящие в состав полимерного цемента, не инактивируют бактериофаг.From example 5 it is seen that the bacteriophage Pseudomonas aeruginosa V-357, added to the cement, retains its lytic activity for ten days at a temperature of + 10 ° C. Substances that make up polymer cement do not inactivate the bacteriophage.

Предлагаемым способом можно готовить полимерные цементы медицинского назначения, содержащие бактериофаг, а также смесь бактериофагов против различных инфекционных агентов, таких как бактерии родов Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus и др. Использование предлагаемого способа обеспечивает получение полимерного цемента, одновременно обладающего такими качествами, как отсутствие аллергических реакций на бактериофаг, отсутствие механизмов резистентности со стороны патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, выделенных из образца биоматериала от пациента, возможность воздействия бактериофага на бактериальную биопленку с ее частичным разрушением, прекращение действия бактериофага после лизиса патогенных бактерий с последующей самостоятельной элиминацией из макроорганизма.The proposed method can be used to prepare polymer cements for medical purposes containing a bacteriophage, as well as a mixture of bacteriophages against various infectious agents, such as bacteria of the genera Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus, etc. Using the proposed method provides polymer cement, which simultaneously possesses qualities such as the absence of allergic reactions bacteriophage, lack of resistance mechanisms from pathogenic and opportunistic microorganisms isolated from a sample of biomaterial m patient, the possibility of exposure of the bacteriophage to bacterial biofilm with its partial destruction, termination bacteriophage action after lysis of pathogenic bacteria, followed by self-elimination of the microorganism.

Claims (4)

1. Способ получения полимерного цемента медицинского назначения, включающий смешивание рецептурного количества порошкообразного полимера, жидкого мономера, антибактериального компонента и перемешивание смеси, отличающийся тем, что в качестве антибактериального компонента используют раствор, содержащий бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью, в концентрации не менее 106 БОЕ/мл, в количестве 5,0-6,5 мас.%, при этом антибактериальный компонент вносят в цемент после охлаждения смеси до температуры 4-10°С.1. A method of obtaining a polymer cement for medical use, comprising mixing a prescription amount of a powdered polymer, a liquid monomer, an antibacterial component and mixing the mixture, characterized in that the solution containing a bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages with lytic activity is used as an antibacterial component concentration of at least June 10 pfu / ml, in an amount of 5.0-6.5 wt.%, wherein the antibacterial component is introduced into the cement after cooling the mixture to Temperature 4-10 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного полимера и жидкого мономера используют любые коммерчески доступные компоненты, разрешенные к применению в медицине.2. The method according to claim 1, characterized in that as a powdery polymer and liquid monomer use any commercially available components that are approved for use in medicine. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве бактериофага(ов), обладающего литической активностью, используют бактериофаг(и) против бактерий рода Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus.3. The method according to claim 1, characterized in that as a bacteriophage (s) with lytic activity, bacteriophage (s) are used against bacteria of the genus Pseudomonas, Staphylococcus, Bacillus. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют бактериофаг или смесь из нескольких различных бактериофагов, обладающих литической активностью, индивидуально подобранные для конкретного патогена, для чего предварительно проводят типирование возбудителя инфекционного процесса бактериальной этиологии у конкретного пациента. 4. The method according to claim 1, characterized in that a bacteriophage or a mixture of several different bacteriophages with lytic activity is used, individually selected for a particular pathogen, for which purpose the pathogen of the bacterial etiology of the infectious process in a particular patient is preliminarily typed.
RU2012112852/15A 2012-04-02 2012-04-02 Method of obtaining polymeric cement of medical purpose RU2475273C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112852/15A RU2475273C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Method of obtaining polymeric cement of medical purpose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012112852/15A RU2475273C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Method of obtaining polymeric cement of medical purpose

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2475273C1 true RU2475273C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=49120885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012112852/15A RU2475273C1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Method of obtaining polymeric cement of medical purpose

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475273C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059684A (en) * 1975-03-14 1977-11-22 Kulzer & Co. Gmbh Bone cement compositions containing gentamycin
RU2195320C2 (en) * 2001-04-02 2002-12-27 ООО "Научно-производственное предприятие "Феникс" Polymer composition for surgical bone cement
EA007812B1 (en) * 2002-09-09 2007-02-27 Уоррен Фармасьютикалз, Инк. Long acting erythropoietins that maintain tissue protective activity of endogenous erythropoietin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059684A (en) * 1975-03-14 1977-11-22 Kulzer & Co. Gmbh Bone cement compositions containing gentamycin
RU2195320C2 (en) * 2001-04-02 2002-12-27 ООО "Научно-производственное предприятие "Феникс" Polymer composition for surgical bone cement
EA007812B1 (en) * 2002-09-09 2007-02-27 Уоррен Фармасьютикалз, Инк. Long acting erythropoietins that maintain tissue protective activity of endogenous erythropoietin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schaer et al. Hydrophobic polycationic coatings that inhibit biofilms and support bone healing during infection
Tan et al. The use of quaternised chitosan-loaded PMMA to inhibit biofilm formation and downregulate the virulence-associated gene expression of antibiotic-resistant staphylococcus
Liu et al. Gentamicin modified chitosan film with improved antibacterial property and cell biocompatibility
Miola et al. Antibiotic-loaded acrylic bone cements: An in vitro study on the release mechanism and its efficacy
Furustrand Tafin et al. Staphylococcal biofilm formation on the surface of three different calcium phosphate bone grafts: a qualitative and quantitative in vivo analysis
Kuang et al. Osteogenic and antibacterial dual functions of a novel levofloxacin loaded mesoporous silica microspheres/nano-hydroxyapatite/polyurethane composite scaffold
Mao et al. Construction of a multifunctional 3D nanofiber aerogel loaded with ZnO for wound healing
Hikmawati et al. Synthesis and characterization of nanohydroxyapatite-gelatin composite with streptomycin as antituberculosis injectable bone substitute
Díaz et al. Synergistic antimicrobial effect against early biofilm formation: micropatterned surface plus antibiotic treatment
Clauss et al. Biofilm formation by staphylococci on fresh, fresh-frozen and processed human and bovine bone grafts
CN102218158A (en) Anti-infection PMMA (polymethyl methacrylate) bone cement for composite chitosan quaternary ammonium salt
CZ309165B6 (en) Preparation of a nanocomposite layer based on collagen nanofibers
Binte Atique et al. The bacterial contamination of allogeneic bone and emergence of multidrug-resistant bacteria in tissue bank
Martínez-Pérez et al. 3D-printed dual drug delivery nanoparticle-loaded hydrogels to combat antibiotic-resistant bacteria
Wang et al. Performance optimization of biomimetic ant-nest silver nanoparticle coatings for antibacterial and osseointegration of implant surfaces
RU2475273C1 (en) Method of obtaining polymeric cement of medical purpose
Charyeva et al. Bacterial biofilm formation on resorbing magnesium implants
Anaraki et al. Effect of different energy levels of microwave on disinfection of dental stone casts
Michel et al. Adsorption of albumin on flax fibers increases endothelial cell adhesion and blood compatibility in vitro
Wangchuk et al. Antimicrobial property of hydrocolloid impression material incorporated with silver nanoparticles against staphylococcus aureus
Raeder et al. Novel peptides targeting the β-clamp rapidly kill planktonic and biofilm Staphylococcus epidermidis both in vitro and in vivo
Jiang et al. Novel fabrication and biological characterizations of AgNPs-decorated PEEK with gelatin functional nanocomposite to improve superior biomedical applications
Lazar et al. Antibacterial coating on biocomposites for cranio-facial reconstruction
Owlia et al. An in vitro assessment of antimicrobial and cytotoxic effects of nanosilver
CN112878045A (en) Air-permeable hydrophilic antibacterial antiviral medical cloth containing iodine compound

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140403

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160720

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190403