RU2723588C1 - Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery - Google Patents

Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery Download PDF

Info

Publication number
RU2723588C1
RU2723588C1 RU2019101170A RU2019101170A RU2723588C1 RU 2723588 C1 RU2723588 C1 RU 2723588C1 RU 2019101170 A RU2019101170 A RU 2019101170A RU 2019101170 A RU2019101170 A RU 2019101170A RU 2723588 C1 RU2723588 C1 RU 2723588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polylactide
drug
solution
possibility
drug delivery
Prior art date
Application number
RU2019101170A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Александрович Каплан
Александр Сергеевич Баикин
Михаил Анатольевич Севостьянов
Елена Олеговна Насакина
Константин Владимирович Сергиенко
Алексей Георгиевич Колмаков
Сергей Викторович Конушкин
Людмила Анатольевна Шатова
Александр Владимирович Леонов
Анастасия Алексеевна Колмакова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
Priority to RU2019101170A priority Critical patent/RU2723588C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2723588C1 publication Critical patent/RU2723588C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • A61F2/06Blood vessels
    • A61F2/07Stent-grafts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/04Metals or alloys
    • A61L27/06Titanium or titanium alloys
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/54Biologically active materials, e.g. therapeutic substances

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to the technology of producing a composite biomedical material of titanium-polylactide nickelide with the possibility of controlled drug delivery. Proposed method of producing biomedical material of titanium-polylactide nickelides involves preparing polylactide solution with molecular weight of 180 kDa in chloroform. Cooled down to 30 °C polylactide solution is added with a drug gentamycin, cefotaxime or lincomycin in concentration of 1 % to 8 % by weight. Titanium nickelide (TiNi) wire is dipped in a polylactide solution cooled down to 30 °C and kept for 5 minutes. Obtained material is extracted and dried at room temperature 20–22 °C for 24 hours.EFFECT: invention enables to obtain homogenous film-like polylactide with a drug with the possibility of controlled drug delivery for a certain period of time sufficient to prevent tissue implant rejection.1 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к технологии получения композиционного биомедицинского материала "никелид титана - полилактид" с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств.The invention relates to medicine, in particular to a technology for producing composite biomedical material titanium nickelide - polylactide with the possibility of controlled drug delivery.

В последние годы все больше применяются такие медицинские изделия как стенты различной конфигурации, как правило, представляющие собой цилиндры из нескольких переплетенных проволок или тонких свернутых пластин с множеством отверстий и служащие для расширения сузившихся или полностью перекрытых полостей организма (сосудов, ЖКТ и др.).In recent years, medical devices such as stents of various configurations, usually consisting of cylinders made of several interwoven wires or thin rolled plates with many holes and used to expand narrowed or completely blocked body cavities (vessels, gastrointestinal tract, etc.), have been increasingly used.

Чаще всего стенты устанавливаются, когда атеросклеротические бляшки блокируют кровеносный сосуд. Эти бляшки состоят из холестерина и других веществ, которые прикрепляются к стенкам сосуда и там накаливаются. Закупорка может привести к инфаркту миокарда или апоплексии. Помимо кровеносных сосудов, стенты могут открыть любой из следующих проходов: желчные протоки, которые несут желчь, бронхи, которые представляют собой небольшие дыхательные пути в легких, мочеточники, которые несут мочу от почек до мочевого пузыря и другие. Вблизи или внутри этих проходов может появится новообразование, которое приведет к сужению или закупорке просвета.Most often, stents are installed when atherosclerotic plaques block a blood vessel. These plaques are composed of cholesterol and other substances that attach to the walls of the vessel and glow there. Clogging can lead to myocardial infarction or apoplexy. In addition to blood vessels, stents can open any of the following passages: bile ducts that carry bile, bronchi, which are small airways in the lungs, ureters that carry urine from the kidneys to the bladder, and others. Near or inside these passages, a neoplasm may appear, which will lead to a narrowing or blockage of the lumen.

Из-за постоянного контакта имплантатов с тканями живого человеческого организма материал для их изготовления должен обладать рядом физико-химических свойств, которые обеспечивали бы биосовместимость изделия. Примерно 30 лет назад для использования в медицине впервые начали применять новый класс материалов - сверхэластичные сплавы с памятью формы. Основой для них явился никелид титана, а также его сплавы. Новый материал обладал нужными физико-механическими свойствами, схожими с тканями организма.Due to the constant contact of the implants with the tissues of a living human body, the material for their manufacture must have a number of physicochemical properties that would ensure the biocompatibility of the product. About 30 years ago, for use in medicine, a new class of materials was first introduced - superelastic alloys with shape memory. The basis for them was titanium nickelide, as well as its alloys. The new material possessed the necessary physical and mechanical properties similar to body tissues.

Но медицинский имплантат типа «стент», как чужеродное тело, при контакте с кровью может вызвать развитие повторного сужения просвета (рестеноза). Существует три разные причины рестеноза, вызванные имплантатом:But a medical implant of the “stent” type, like a foreign body, in contact with blood can cause the development of repeated narrowing of the lumen (restenosis). There are three different causes of implant restenosis:

а) В течении первых нескольких дней после имплантации поверхность стента находится в прямом контакте с кровью, что может привести к острому тромбозу, который снова закрывает просвет из-за присутствующей внешней поверхности.a) During the first few days after implantation, the surface of the stent is in direct contact with the blood, which can lead to acute thrombosis, which again closes the lumen due to the external surface present.

б) Имплантация стента может вызывать повреждения сосудов, которые вызовут воспалительные реакции, в течение первых семи дней, в дополнение к вышеупомянутому тромбозу.b) Stent implantation can cause vascular damage that will cause inflammatory reactions within the first seven days, in addition to the aforementioned thrombosis.

в) Через пару недель стент может начать прорастать в ткань кровеносного сосуда. Это означает, что стент полностью будет окружен гладкомышечными клетками и не будет иметь контакта с кровью. Данный эффект может привести не только к покрытию поверхности стента, но и к окклюзии всего внутреннего пространства стента.c) After a couple of weeks, the stent can begin to grow into the tissue of the blood vessel. This means that the stent will be completely surrounded by smooth muscle cells and will not have contact with the blood. This effect can lead not only to the coating of the stent surface, but also to the occlusion of the entire internal space of the stent.

Сейчас используются стенты, отличающиеся различным дизайном исполнения, материалом изготовления, а также видом (саморасширяющиеся, расширяемые воздушным баллончиком; растворимые и нет; с лекарственным покрытием и без), но ни один из них не может полностью обеспечить устранение проблемы (рестеноза).Now, stents are used, which differ in various design designs, manufacturing materials, as well as in appearance (self-expanding, expandable with an air spray; soluble and not; with or without a drug coating), but none of them can completely solve the problem (restenosis).

Решение состоит в нанесении полимерного слоя (полилактида) на медицинское изделие типа «стент», которое обладает биосовместимостью, относительной инертностью, хорошими механическими свойствами, биодеградацией, а также он способен удерживать в своей структуре растворенное вещество (лекарство), и за счет этого производить доставку лекарств локально в нужной концентрации в течении определенного времени для дополнительного медикаментозного воздействия и предотвращения воспалительных реакций и избавления от рестеноза. Полилактид, т.е. полилактическая кислота, которую обычно получают из димера молочной кислоты, т.е. лактида, уже в течение многих лет используется в медицинских целях, например, при изготовлении хирургических швов, для разлагаемых нитей и для контролируемого высвобождения лекарственных средств.The solution consists in applying a polymer layer (polylactide) to a “stent” type medical device, which has biocompatibility, relative inertness, good mechanical properties, biodegradation, and it is also able to retain a dissolved substance (drug) in its structure, and thereby deliver drugs locally in the right concentration for a certain time for additional drug exposure and to prevent inflammatory reactions and get rid of restenosis. Polylactide, i.e. polylactic acid, which is usually obtained from a lactic acid dimer, i.e. lactide has been used for many years for medical purposes, for example, in the manufacture of surgical sutures, for degradable sutures and for the controlled release of drugs.

В патенте CN 10405629 7А получали пленки полилактида методом растворения 10% полимера в дихлорметане, перемешивая его в магнитной мешалке в течение 24 часов до получения гомогенной системы. В специальном устройстве получали волокнистые мембраны и сушили их при 40°С в течении 12 часов. Данный метод требует достаточно длительного количества времени производства пленок.In patent CN 10405629 7A, polylactide films were prepared by dissolving 10% polymer in dichloromethane, stirring it in a magnetic stirrer for 24 hours to obtain a homogeneous system. In a special device, fibrous membranes were obtained and dried at 40 ° C for 12 hours. This method requires a sufficiently long amount of film production time.

В патенте US 611792 8А механические свойства пленок полилактида были усовершенствованы путем добавления к полимеру глицерол эфирных пластификаторов, но эти пластификаторы приводят к быстрому гидролизу и вызывают проблемы с адгезией. Также механические свойства пленок достаточны для применения в качестве поверхностного слоя на стент, поэтому в добавлении пластификаторов нет необходимости.In the patent US 611792 8A, the mechanical properties of polylactide films were improved by adding glycerol to the polymer with ether plasticizers, but these plasticizers lead to rapid hydrolysis and cause problems with adhesion. Also, the mechanical properties of the films are sufficient for use as a surface layer on the stent, so the addition of plasticizers is not necessary.

В патенте US 20040034409 А1 полилактид, с молекулярной массой более 200 кДа, наносился на стент для предотвращения рестеноза. Было обнаружено, что применение высокомолекулярного полилактида приводит к снижению воспалительных процессов. В патенте упоминается о том, что можно вводить лекарственные вещества в полимер и локально доставлять их к месту поражения, но конкретные исследования этого не проводились.In US 20040034409 A1, polylactide, with a molecular weight of more than 200 kDa, was applied to a stent to prevent restenosis. It was found that the use of high molecular weight polylactide leads to a decrease in inflammatory processes. The patent mentions that it is possible to introduce drugs into the polymer and deliver them locally to the lesion site, but no specific studies have been conducted.

В патенте US 20050060028 А1, который является наиболее близким, стенты покрываются одним или несколькими поверхностными слоями, которые содержат антипролиферативный и/или противовоспалительный и при необходимости антитромботический активный агент.Гемосовместимое покрытие стента обеспечивает требуемую совместимость с кровью, а активный агент (или комбинация активных агентов), который равномерно распределяется по всей поверхности стента, обеспечивает покрытие поверхности стента клетками. Таким образом, на поверхности стента не происходит быстрой популяции и чрезмерного роста клеток, которое может привести к рестенозу, однако покрытие поверхности стента клетками может повысить риск возникновения тромбоза.In US Patent No. 20050060028 A1, which is closest, stents are coated with one or more surface layers that contain an antiproliferative and / or anti-inflammatory and, if necessary, an antithrombotic active agent. A hemocompatible coating of the stent provides the required blood compatibility, and the active agent (or a combination of active agents ), which is evenly distributed over the entire surface of the stent, provides coverage of the stent surface with cells. Thus, there is no rapid population or excessive cell growth on the stent surface, which can lead to restenosis, however, coating the stent surface with cells can increase the risk of thrombosis.

Задача данного изобретения состоит в получении композиционного биомедицинского материала "никелид титана - полилактид" для изготовления медицинского изделия типа «стент» с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств в течении определенного времени, достаточного для предотвращения отторжения имплантата тканями.The objective of this invention is to obtain a composite biomedical material titanium nickelide-polylactide for the manufacture of a stent-type medical device with the possibility of controlled delivery of drugs for a certain time, sufficient to prevent implant rejection by tissues.

Технический результат заключается в получении композиционного материала и изучении поверхностного слоя, а именно в получении однородных пленок полилактида с лекарством и контроль скорости выхода лекарственного средства в течении определенного времени.The technical result consists in obtaining a composite material and studying the surface layer, namely, in obtaining uniform polylactide films with a drug and controlling the release rate of the drug over a period of time.

Достижение технического результата включает в себя следующие этапы:Achieving the technical result includes the following steps:

1) Приготовление гомогенного раствора полимера (полилактида), добавление лекарственного средства, нанесение полимера с лекарственным средством на проволоку методом окунания и дальнейшая сушка.1) Preparation of a homogeneous polymer solution (polylactide), the addition of a drug, the application of a polymer with a drug to the wire by dipping and further drying.

2) Используется полилактид с различной молекулярной массой (45 кДа, 90 кДа, 180 кДа)2) Used polylactide with different molecular weights (45 kDa, 90 kDa, 180 kDa)

3) В качестве растворителя для приготовления растворов используется хлороформ в количестве 100, 150 и 200 миллилитров.3) Chloroform in the amount of 100, 150 and 200 milliliters is used as a solvent for the preparation of solutions.

4) Лекарственные вещества, а именно гентамицин, цефотаксим и линкомицин, добавляются в количестве от 1 до 8% вес.4) Medicinal substances, namely gentamicin, cefotaxime and lincomycin, are added in an amount of from 1 to 8% by weight.

5) Фиксация полимера достигается сушкой при комнатной температуре (20°С - 22°С)5) Fixation of the polymer is achieved by drying at room temperature (20 ° C - 22 ° C)

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Поддержание определенного уровня лекарства, не смотря на ток крови, достигается контролируемой биодеградацией и выходом лекарственного средства из поверхностного полимерного слоя.Maintaining a certain level of the drug, despite the blood flow, is achieved by controlled biodegradation and the release of the drug from the surface polymer layer.

В качестве исходных материалов использовали следующие реактивы: Поли-D,L-лактид (45 кДа, ООО "МЕДИН-Н, Россия), Поли-D,L-лактид (90 кДа, ООО "МЕДИН-Н, Россия), Поли-D,L-лактид (180 кДа, ООО "МЕДИН-Н, Россия), Хлороформ (ОСЧ, поставщик ООО «Компонент-Реактив», Россия), проволока TiNi диаметром 280 мкм после отжига и полировки (ИМЕТ РАН).The following reagents were used as starting materials: Poly-D, L-lactide (45 kDa, LLC MEDIN-N, Russia), Poly-D, L-lactide (90 kDa, LLC MEDIN-N, Russia), Poly- D, L-lactide (180 kDa, MEDIN-N LLC, Russia), Chloroform (OCh, supplier of Component-Reagent LLC, Russia), TiNi wire with a diameter of 280 microns after annealing and polishing (IMET RAS).

Растворы полилактида готовят на основе особо чистого хлороформа в количестве от 100 до 200 миллилитров. Было установлено, что количество хлороформа, в данном диапазоне, не влияет на свойства получаемых полимерных пленок, поэтому для получения пленок с лекарственным средством использовалось 100 миллилитров растворителя. Был использован полилактид с различной молекулярной массой (45, 90 и 180 кДа) и установлено, что оптимальными прочностными и пластическими свойствами для применения в качестве поверхностного слоя на стент обладает полилактид с молекулярной массой 180 кДа. Полимерные пленки создавались с использованием 1, 3 и 5 грамм полимера. Оптимальной выбрана концентрация 3 грамма, способствующая формированию толщины 82-125 мкм. В качестве наполнителя используются антибиотики (линкомицин, цефотоксим, гентамицин), которые вводили в остывший (+30°С) раствор полилактида в концентрации 1, 3, 5 и 8% вес. При испарении хлороформа полимер с лекарственным средством образуют связку с равномерным распределением лекарства. Скорость биодеградации полимерной пленки из полилактида зависит от среды и типа антибиотика и составляет от 180 до 358 дней, а скорость выхода лекарственного средства зависит от антибиотика и его концентрации от 1 до 8% вес. Варьируя состав и толщину полимерного слоя можно добиться различной биодеградации и подобрать под конкретное применение.Polylactide solutions are prepared on the basis of highly pure chloroform in an amount of from 100 to 200 milliliters. It was found that the amount of chloroform, in this range, does not affect the properties of the obtained polymer films, therefore, 100 milliliters of solvent was used to obtain films with the drug. A polylactide with various molecular weights (45, 90, and 180 kDa) was used and it was found that polylactide with a molecular weight of 180 kD possesses the optimal strength and plastic properties for use as a surface layer on a stent. Polymer films were created using 1, 3 and 5 grams of polymer. The optimal concentration of 3 grams was selected, which contributes to the formation of a thickness of 82-125 microns. As a filler, antibiotics (lincomycin, cefotoxime, gentamicin) are used, which were introduced into a cooled (+ 30 ° C) polylactide solution at a concentration of 1, 3, 5 and 8% by weight. During the evaporation of chloroform, the polymer with the drug form a bond with a uniform distribution of the drug. The rate of biodegradation of a polymer film from polylactide depends on the environment and type of antibiotic and ranges from 180 to 358 days, and the release rate of the drug depends on the antibiotic and its concentration from 1 to 8% weight. By varying the composition and thickness of the polymer layer, various biodegradation can be achieved and selected for a specific application.

Пример 1.Example 1

Композиционный материал получали нанесением поверхностного слоя из полилактида с введнным лекаственным средством (гентамицином) на проволоку из никелида титана.The composite material was obtained by applying a surface layer of polylactide with an injected drug (gentamicin) onto a titanium nickelide wire.

Растворы полилактида готовят на основе особо чистого хлороформа объемом 100 миллилитров, который наливали в колбу объемом 300 миллилитров и нагревали до 50°С на магнитной мешалке. После нагрева в колбу помещался полимер (полилактид 180 кДа) навеской массы 3 грамма (±0,001 г). Для достижения гомогенного состояния раствор полимера в течении 1 часа перемешивается на электронной верхнеприводной мешалке при температуре 50°С. Затем полученному гомогенному раствору давали остыть до 30°С и вводили в него лекарственное средство (гентамицин) в количестве 1, 3, 5, 8% от массы полимера (в раствор с 3000 мг полимера добавляется 30,303 мг - 1%, 92,784 мг - 3%, 157,895 мг - 5% или 260,870 мг - 8% лекарства). Измельчение лекарства в растворе и достижение гомогенности осуществляется с помощью диспергатора при скорости 5000 об/мин в течении 10 минут.Polylactide solutions are prepared on the basis of highly pure chloroform with a volume of 100 milliliters, which was poured into a flask with a volume of 300 milliliters and heated to 50 ° C on a magnetic stirrer. After heating, a polymer (polylactide 180 kDa) was weighed into a flask with a weight of 3 grams (± 0.001 g). To achieve a homogeneous state, the polymer solution is mixed for 1 hour on an electronic overhead stirrer at a temperature of 50 ° C. Then, the resulting homogeneous solution was allowed to cool to 30 ° C and a drug (gentamicin) was introduced into it in an amount of 1, 3, 5, 8% by weight of the polymer (30.303 mg - 1%, 92.784 mg - 3 are added to the solution with 3000 mg of polymer %, 157.895 mg - 5% or 260.870 mg - 8% of the drug). Grinding the drug in solution and achieving homogeneity is carried out using a dispersant at a speed of 5000 rpm for 10 minutes.

Обезжиренная TiNi проволока окунается в остывший (+30°С) раствор полилактида с лекарственным средством и выдерживается в течение 5 минут. Затем проводится извлечение материала из раствора и сушка при комнатной температуре (20-22°С) в течение 24 часов.Fat-free TiNi wire is dipped in a cooled (+ 30 ° C) solution of polylactide with a drug and aged for 5 minutes. Then, the material is extracted from the solution and dried at room temperature (20-22 ° C) for 24 hours.

На рисунке 1 можно наблюдать кинетику выхода гентамицина из полимерного слоя в растворы моделирующие внеклеточные жидкости организма (рис. 1а - рН 5,3; рис. 1б - рН 7,4; рис. 1в - рН 9,0). Можно видеть, что спустя 1 сутки наблюдалось скачкообразное появление антибиотика, а затем его равномерный выход. Увеличение концентрации антибиотика приводило к большему количеству выхода лекарства в 1 сутки.In Figure 1, one can observe the kinetics of the release of gentamicin from the polymer layer into solutions simulating extracellular body fluids (Fig. 1a, pH 5.3; Fig. 1b, pH 7.4; Fig. 1c, pH 9.0). It can be seen that after 1 day an abrupt appearance of the antibiotic was observed, and then its uniform output. An increase in the concentration of the antibiotic led to a greater amount of drug release in 1 day.

Пример 2.Example 2

Композиционный материал получали нанесением поверхностного слоя из полилактида с введнным лекаственным средством (цефотаксимом) на проволоку из никелида титана.The composite material was obtained by applying a polylactide surface layer with an injected drug (cefotaxime) onto a titanium nickelide wire.

Растворы полилактида готовят на основе особо чистого хлороформа объемом 100 миллилитров, который наливали в колбу объемом 300 миллилитров и нагревали до 50°С на магнитной мешалке. После нагрева в колбу помещался полимер (полилактид 180 кДа) навеской массы 3 грамма (±0,001 г). Для достижения гомогенного состояния раствор полимера в течении 1 часа перемешивается на электронной верхнеприводной мешалке при температуре 50°С. Затем полученному гомогенному раствору давали остыть до 30°С и вводили в него лекарственное средство (цефотаксим) в количестве 1, 3, 5, 8% от массы полимера (в раствор с 3000 мг полимера добавляется 30,303 мг - 1%, 92,784 мг - 3%, 157,895 мг - 5% или 260,870 мг - 8% лекарства). Измельчение лекарства в растворе и достижение гомогенности осуществляется с помощью диспергатора при скорости 5000 об/мин в течении 10 минут.Polylactide solutions are prepared on the basis of highly pure chloroform with a volume of 100 milliliters, which was poured into a flask with a volume of 300 milliliters and heated to 50 ° C on a magnetic stirrer. After heating, a polymer (polylactide 180 kDa) was weighed into a flask with a weight of 3 grams (± 0.001 g). To achieve a homogeneous state, the polymer solution is mixed for 1 hour on an electronic overhead stirrer at a temperature of 50 ° C. Then, the resulting homogeneous solution was allowed to cool to 30 ° C and a drug (cefotaxime) was introduced into it in an amount of 1, 3, 5, 8% by weight of the polymer (30.303 mg - 1%, 92.784 mg - 3 are added to the solution with 3000 mg of polymer %, 157.895 mg - 5% or 260.870 mg - 8% of the drug). Grinding the drug in solution and achieving homogeneity is carried out using a dispersant at a speed of 5000 rpm for 10 minutes.

Обезжиренная TiNi проволока окунается в остывший (+30°С) раствор полилактида с лекарственным средством и выдерживается в течение 5 минут. Затем проводится извлечение материала из раствора и сушка при комнатной температуре (20-22°С) в течение 24 часов.Fat-free TiNi wire is dipped in a cooled (+ 30 ° C) solution of polylactide with a drug and aged for 5 minutes. Then, the material is extracted from the solution and dried at room temperature (20-22 ° C) for 24 hours.

На рисунке 2 можно наблюдать кинетику выхода цефотаксима из полимерного слоя в растворы моделирующие внеклеточные жидкости организма (рис. 2а - рН 5,3; рис. 2б - рН 7,4; рис. 2в - рН 9,0). Можно видеть, что спустя 1 сутки наблюдалось скачкообразное появление антибиотика, а затем его равномерный выход. Увеличение концентрации антибиотика приводило к большему количеству выхода лекарства в 1 сутки.In Fig. 2, one can observe the kinetics of the release of cefotaxime from the polymer layer into solutions simulating extracellular body fluids (Fig. 2a, pH 5.3; Fig. 2b, pH 7.4; Fig. 2c, pH 9.0). It can be seen that after 1 day an abrupt appearance of the antibiotic was observed, and then its uniform output. An increase in the concentration of the antibiotic led to a greater amount of drug release in 1 day.

Пример 3.Example 3

Композиционный материал получали нанесением поверхностного слоя из полилактида с введнным лекаственным средством (линкомицином) на проволоку из никелида титана.The composite material was obtained by applying a surface layer of polylactide with an injected drug (lincomycin) onto a titanium nickelide wire.

Растворы полилактида готовят на основе особо чистого хлороформа объемом 100 миллилитров, который наливали в колбу объемом 300 миллилитров и нагревали до 50°С на магнитной мешалке. После нагрева в колбу помещался полимер (полилактид 180 кДа) навеской массы 3 грамма (±0,001 г). Для достижения гомогенного состояния раствор полимера в течении 1 часа перемешивается на электронной верхнеприводной мешалке при температуре 50°С. Затем полученному гомогенному раствору давали остыть до 30°С и вводили в него лекарственное средство (линкомицин) в количестве 1, 3, 5, 8% от массы полимера (в раствор с 3000 мг полимера добавляется 30,303 мг - 1%, 92,784 мг - 3%, 157,895 мг - 5% или 260,870 мг - 8% лекарства). Измельчение лекарства в растворе и достижение гомогенности осуществляется с помощью диспергатора при скорости 5000 об/мин в течении 10 минут.Polylactide solutions are prepared on the basis of highly pure chloroform with a volume of 100 milliliters, which was poured into a flask with a volume of 300 milliliters and heated to 50 ° C on a magnetic stirrer. After heating, a polymer (polylactide 180 kDa) was weighed into a flask with a weight of 3 grams (± 0.001 g). To achieve a homogeneous state, the polymer solution is mixed for 1 hour on an electronic overhead stirrer at a temperature of 50 ° C. Then, the resulting homogeneous solution was allowed to cool to 30 ° C and a drug (lincomycin) was introduced into it in an amount of 1, 3, 5, 8% by weight of the polymer (30.303 mg - 1%, 92.784 mg - 3 are added to the solution with 3000 mg of polymer %, 157.895 mg - 5% or 260.870 mg - 8% of the drug). Grinding the drug in solution and achieving homogeneity is carried out using a dispersant at a speed of 5000 rpm for 10 minutes.

Обезжиренная TiNi проволока окунается в остывший (+30°С) раствор полилактида с лекарственным средством и выдерживается в течение 5 минут. Затем проводится извлечение материала из раствора и сушка при комнатной температуре (20-22°С) в течение 24 часов.Fat-free TiNi wire is dipped in a cooled (+ 30 ° C) solution of polylactide with a drug and aged for 5 minutes. Then, the material is extracted from the solution and dried at room temperature (20-22 ° C) for 24 hours.

На рисунке 3 можно наблюдать кинетику выхода линкомицина из полимерного слоя в растворы моделирующие внеклеточные жидкости организма (рис. 3а - рН 5,3; рис. 3б - рН 7,4; рис. 3в - рН 9,0). Можно видеть, что спустя 1 сутки наблюдалось скачкообразное появление антибиотика, а затем его равномерный выход. Увеличение концентрации антибиотика приводило к большему количеству выхода лекарства в 1 сутки.In Figure 3, one can observe the kinetics of the release of lincomycin from the polymer layer into solutions simulating extracellular body fluids (Fig. 3a, pH 5.3; Fig. 3b, pH 7.4; Fig. 3c, pH 9.0). It can be seen that after 1 day an abrupt appearance of the antibiotic was observed, and then its uniform output. An increase in the concentration of the antibiotic led to a greater amount of drug release in 1 day.

Claims (1)

Способ получения биомедицинского материала никелид титана-полилактид с возможностью контролируемой доставки лекарственного средства, включающий растворение полилактида в хлороформе, добавление лекарственного средства, окунание проволоки в раствор из полилактида с лекарством, выдержку и дальнейшую сушку, отличающийся тем, что получают раствор полилактида с молекулярной массой 180 кДа, в остывший до 30°С раствор полилактида добавляют лекарственное средство гентамицин, цефотаксим или линкомицин в концентрации от 1% до 8% вес., окунают проволоку из никелида титана (TiNi) в остывший до 30°С раствор полилактида с лекарственным средством, выдерживают в течение 5 мин, извлекают полученный материал и сушат при комнатной температуре 20-22°С в течение 24 ч.A method of obtaining a biomedical material titanium nickelide-polylactide with the possibility of controlled drug delivery, comprising dissolving polylactide in chloroform, adding a drug, dipping the wire into a solution of polylactide with a drug, aging and further drying, characterized in that a polylactide solution with a molecular weight of 180 is obtained kDa, gentamicin, cefotaxime or lincomycin is added to the polylactide solution cooled to 30 ° C in a concentration of 1% to 8% by weight, dip a titanium nickelide (TiNi) wire into the polylactide solution cooled to 30 ° C, incubated within 5 min, the resulting material is removed and dried at room temperature 20-22 ° C for 24 hours
RU2019101170A 2019-01-17 2019-01-17 Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery RU2723588C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101170A RU2723588C1 (en) 2019-01-17 2019-01-17 Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019101170A RU2723588C1 (en) 2019-01-17 2019-01-17 Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2723588C1 true RU2723588C1 (en) 2020-06-16

Family

ID=71095939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019101170A RU2723588C1 (en) 2019-01-17 2019-01-17 Method of producing biomedical titanium-polylactide nickelide material with possibility of controlled drug delivery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2723588C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050060028A1 (en) * 2001-10-15 2005-03-17 Roland Horres Coating of stents for preventing restenosis
RU2432183C9 (en) * 2006-07-03 2012-03-10 Хемотек Аг Stent
RU2585576C1 (en) * 2015-05-06 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of producing biodegradable polymer coating with controlled output of drug for minimally invasive surgery

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050060028A1 (en) * 2001-10-15 2005-03-17 Roland Horres Coating of stents for preventing restenosis
RU2432183C9 (en) * 2006-07-03 2012-03-10 Хемотек Аг Stent
RU2585576C1 (en) * 2015-05-06 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method of producing biodegradable polymer coating with controlled output of drug for minimally invasive surgery

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.O. NASAKINA. "Formation of biodegradated polymers as components of future composite materials on the basis of shape memory alloy of medical appointment". IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 347, conference 1, Published online: 27 April 2018, doi:10.1088/1757- 899X/347/1/012016. *
КАПЛАН М. А. "Нитинол с биодеградируемым поверхностным слоем." Всероссийская научно-техническая конференция "Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии": материалы конференции, 5 - 8 апреля, 2016, Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана. - М.: ООО "КванторФорм". *
М.А. КАПЛАН и др. "Способ получения биополимерных мембран на основе полилактида с антибиотиком". Наноматериалы и нанотехнологии: проблемы и перспективы: сб. материалов VI Междунар. науч. конф. для молодых ученых. Саратов, 15-16 мая 2017 г., с.49-51. *
СЕВОСТЬЯНОВ М.А. и др. "Кинетика высвобождения антибиотика линкомицин из биодеградируемых биополимерных мембран на основе полилактида в водных растворах". Успехи современного естествознания, 2016, no.5 (часть 1), с.43-46. *
СЕВОСТЬЯНОВ М.А. и др. "Кинетика высвобождения антибиотика линкомицин из биодеградируемых биополимерных мембран на основе полилактида в водных растворах". Успехи современного естествознания, 2016, no.5 (часть 1), с.43-46. КАПЛАН М. А. "Нитинол с биодеградируемым поверхностным слоем." Всероссийская научно-техническая конференция "Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии": материалы конференции, 5 - 8 апреля, 2016, Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана. - М.: ООО "КванторФорм". E.O. NASAKINA. "Formation of biodegradated polymers as components of future composite materials on the basis of shape memory alloy of medical appointment". IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 347, conference 1, Published online: 27 April 2018, doi:10.1088/1757- 899X/347/1/012016. М.А. КАПЛАН и др. "Способ получения биополимерных мембран на основе полилактида с антибиотиком". Наноматериалы и нанотехнологии: проблемы и перспективы: сб. материалов VI Междунар. науч. конф. для моло *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Advances in coatings on magnesium alloys for cardiovascular stents–a review
Chen et al. The application of polyhydroxyalkanoates as tissue engineering materials
EP1988847B1 (en) Functionalizing implantable devices with a poly (diol-co-citrate) polymer
CN101918050A (en) Lipid coatings for implantable medical devices
EP1207915A1 (en) Novel multilayered material bearing a biologically active agent and the preparation thereof
JP2008526371A (en) Biodegradable coating composition comprising a blend
JP2008526322A (en) Biodegradable coating composition comprising multiple layers
JP2006501887A (en) Implantable medical device coated with calcium phosphate and method of manufacturing the same
KR20030003095A (en) Compositions and medical devices utilizing bioabsorbable polymeric waxes
Soufdoost et al. Surgical suture assembled with tadalafil/polycaprolactone drug-delivery for vascular stimulation around wound: validated in a preclinical model
CN102772831A (en) Degradable drug loading stent
WO2011096402A1 (en) Biocompatible device
CN101861175A (en) Coating
WO2014048208A1 (en) Multifunctional composite drug coating sustained release system and method for manufacturing same
Eawsakul et al. Combination of dip coating of BMP-2 and spray coating of PLGA on dental implants for osseointegration
CN101422634A (en) Ureteric branches support and preparation method thereof
US20080008735A1 (en) Process for manufacturing a stationary state of crystalline polymer of a biodegradable polymer matrix carrying an active substance and a polymer matrix produced thereby
Dutra et al. Implantable medical devices and tissue engineering: An overview of manufacturing processes and the use of polymeric matrices for manufacturing and coating their surfaces
CN102091355A (en) Compound coating coronary medicament eluting stent and preparation method thereof
RU2686747C1 (en) METHOD OF PRODUCING BIODEGRADABLE POLYMER COATING BASED ON POLYLACTIDE ON TiNbTaZr WIRE
Wang et al. 3D printing of multi-functional artificial conduits against acute thrombosis and clinical infection
RU2585576C1 (en) Method of producing biodegradable polymer coating with controlled output of drug for minimally invasive surgery
Farwa et al. Poly (L-lactide)/polycaprolactone based multifunctional coating to deliver paclitaxel/VEGF and control the degradation rate of magnesium alloy stent
US20230057929A1 (en) Stent
Ebrahimi-Nozari et al. Multimodal effects of asymmetric coating of coronary stents by electrospinning and electrophoretic deposition