RU2762511C1 - Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects - Google Patents

Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects Download PDF

Info

Publication number
RU2762511C1
RU2762511C1 RU2021112390A RU2021112390A RU2762511C1 RU 2762511 C1 RU2762511 C1 RU 2762511C1 RU 2021112390 A RU2021112390 A RU 2021112390A RU 2021112390 A RU2021112390 A RU 2021112390A RU 2762511 C1 RU2762511 C1 RU 2762511C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matrix
aqueous solution
agar
composition
bioresorbable
Prior art date
Application number
RU2021112390A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Долгалев
Наринэ Геннадьевна Габриелян
Тамара Николаевна Глижова
Виктория Евгеньевна Супрунчук
Вазген Михайлович Аванисян
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр»
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 Общество с ограниченной ответственностью «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр»
Priority to RU2021112390A priority Critical patent/RU2762511C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762511C1 publication Critical patent/RU2762511C1/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
    • A61F2/28Bones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/726Glycosaminoglycans, i.e. mucopolysaccharides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/726Glycosaminoglycans, i.e. mucopolysaccharides
    • A61K31/728Hyaluronic acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/729Agar; Agarose; Agaropectin
    • 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
    • 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
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P19/00Drugs for skeletal disorders

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to the field of medicine. A composition of a bioresorbable 3D matrix for the restoration of bone tissue defects is proposed. The composition includes the following components, parts by weight: casein 5% aqueous solution - 20; hyaluronic acid 2.5% aqueous solution - 40; chondroitin sulfate 0.2% aqueous solution - 10; licorice 3% water infusion - 20; polyethylene glycol 1500 - 3; agar-agar - 6.EFFECT: improving the structure and characteristics of the 3D matrix, increasing the safety of its use, increasing the ability to implant into tissue, as well as simplifying and accelerating the process of its manufacture.1 cl, 3 ex, 2 tbl, 9 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к медицине и предназначено для планирования, и лечения костных и костно-хрящевых дефектов. Данный гибридный биорезорбируемый костный 3D-матрикс заданной формы на основе гиалуроновой кислоты устанавливается на место дефекта и в последующем замещается костной тканью организма.The invention relates to medicine and is intended for planning and treatment of bone and osteochondral defects. This hybrid bioresorbable 3D bone matrix of a given shape based on hyaluronic acid is installed at the site of the defect and subsequently replaced by the body's bone tissue.

Уровень техникиState of the art

Направленная регенерация костной ткани - одна из самых распространённых и востребованных остеопластических операций [1]. Guided bone regeneration is one of the most widespread and demanded osteoplastic surgeries [1].

Известен композиционный скэффолд для восстановления дефектов костной ткани (патент РФ на изобретение №2624854, кл. МПК A61L 27/44, A61L 27/12, A61L 27/14, A61P 19/00, опубл. 07.07.2017), который содержит полимерный раствор с концентрацией 9 мас. % из гранулированного порошка поликапролактона и хлороформа, порошок кремнийсодержащего гидроксиапатита Ca10 (PO4)6-x(SiO4)x(OH)2-x при замещении х = 0,5 с концентрацией 5-15 мас. % в растворе.Known composite scaffold for the restoration of bone defects (RF patent for invention No. 2624854, class IPC A61L 27/44, A61L 27/12, A61L 27/14, A61P 19/00, publ. 07.07.2017), which contains a polymer solution with a concentration of 9 wt. % from granular powder of polycaprolactone and chloroform, powder of silicon-containing hydroxyapatite Ca10 (PO4) 6-x (SiO4) x (OH) 2-x with substitution x = 0.5 with a concentration of 5-15 wt. % in solution.

Известен композиционный материал для восстановления дефектов костных тканей (патент РФ на изобретение №2476236, кл. МПК A61K 38/39, A61K 33/42, A61P 9/00, опубл. 10.06.2007), содержащий не реконструированный коллаген в виде геля и суспензию наногидроксиапатита в водном растворе глюкозы при весовом соотношении коллагена к наногидроксиапатиту от 5:1 до 1:5.Known composite material for the restoration of bone tissue defects (RF patent for invention No. 2476236, class IPC A61K 38/39, A61K 33/42, A61P 9/00, publ. 10.06.2007), containing not reconstructed collagen in the form of a gel and a suspension nanohydroxyapatite in an aqueous solution of glucose with a weight ratio of collagen to nanohydroxyapatite from 5: 1 to 1: 5.

Известен композиционный имплантат (патент РФ на изобретение №2218895, кл. МПК A61F 2/28, A61F 2/30, A61L 27/00, A61L 27/02, A61L 27/10, A61L 27/40, A61L 27/56, опубл. 20.12.2003), который содержит пористую матрицу и плотный состав, причем пористая матрица изготовлена из пористого керамического материала, а плотный состав содержит костный цемент, или костный клей, или аллоплант, или плотный керамический материал, или иной плотный биосовместимый материал, заполняющий или покрывающий поры одного или нескольких поверхностных слоев пористой матрицы.Known composite implant (RF patent for invention No. 2218895, class IPC A61F 2/28, A61F 2/30, A61L 27/00, A61L 27/02, A61L 27/10, A61L 27/40, A61L 27/56, publ . 20.12.2003), which contains a porous matrix and a dense composition, and the porous matrix is made of porous ceramic material, and the dense composition contains bone cement, or bone glue, or alloplant, or dense ceramic material, or other dense biocompatible material filling or covering the pores of one or more surface layers of the porous matrix.

Имеющиеся аналоги это ксеноматериалы и алломатериалы российских и зарубежных производителей. Основными недостатками вышеописанных производителей являются: стандартизированный размерный ряд, отсутствие индивидуальной разработки имплантатов.The existing analogues are xenomaterials and allomaterials of Russian and foreign manufacturers. The main disadvantages of the above-described manufacturers are: standardized size range, lack of individual development of implants.

Алломатериалы производят из тканей человеческого происхождения. Недостатком данной технологии является сложность высокого технологического уровня очистки от загрязнений бактериальных агентов, жира, белка. Хотя вероятность переноса данными материалами вируса СПИД, гепатита, туберкулеза низка, но полностью исключить ее нельзя.Allomaterials are made from human tissue. The disadvantage of this technology is the complexity of a high technological level of purification from contamination of bacterial agents, fat, protein. Although the probability of transmission of the AIDS virus, hepatitis, tuberculosis by these materials is low, it cannot be completely ruled out.

Исходными материалами для производства ксеноматериалов являются ткани животных, таких как крупный рогатый скот и свиньи. Данная технология требует также высокую степень очистки. В литературе описано, что материалы ксеногенного происхождения могут быть источниками инфицирования вирусами, переносящими нейрорегенеративные расстройства [2]. The raw materials for the production of xenomaterials are animal tissues such as cattle and pigs. This technology also requires a high degree of purification. The literature describes that materials of xenogenic origin can be sources of infection with viruses that carry neuroregenerative disorders [2].

Недостатками известных технических решений является недостаточная степень очистки от загрязнений, невозможность индивидуального подбора необходимого размера, а также относительная сложность, трудоемкость и длительность технологии изготовления материалов для восстановления дефектов костных тканей. The disadvantages of the known technical solutions are the insufficient degree of cleaning from contamination, the impossibility of individual selection of the required size, as well as the relative complexity, laboriousness and duration of the technology for the manufacture of materials for the restoration of bone tissue defects.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является разработка рецептуры костного 3D-матрикса для восстановления дефектов костной ткани.The objective of the invention is to develop a formulation of a 3D bone matrix for the restoration of bone tissue defects.

Техническим результатом изобретения является улучшение структуры и характеристик 3D-матрикса: вязкоэластичности и пористости, повышение безопасности его использования, увеличение способности к имплантированию в ткань, а также упрощение и ускорение процесса его изготовления.The technical result of the invention is to improve the structure and characteristics of the 3D matrix: viscoelasticity and porosity, increase the safety of its use, increase the ability to implant into tissue, as well as simplify and accelerate the process of its manufacture.

Указанный технический результат достигается тем, что композиция биорезорбируемого 3D-матрикса для восстановления дефектов костной ткани включает следующие компоненты, в мас. частях:The specified technical result is achieved by the fact that the composition of the bioresorbable 3D-matrix for the restoration of bone tissue defects includes the following components, in wt. parts:

Казеин 5% водный раствор – 20Casein 5% aqueous solution - 20

Гиалуроновая кислота 2,5% водный раствор – 40Hyaluronic acid 2.5% aqueous solution - 40

Хондроитина сульфат 0,2% водный раствор – 10Chondroitin sulfate 0.2% aqueous solution - 10

Солодка 3% водный настой – 20 Licorice 3% water infusion - 20

Полиэтиленгликоль 1500 – 3Polyethylene glycol 1500 - 3

Агар-агар – 4.Agar-agar - 4.

Разрабатываемый 3D-матрикс для восстановления костных дефектов позволяет получить имплантаты заданной формы и структуры, реализуя принцип персонализированной медицины. Моделирование проводится на основе результатов цифровых методов обследования пациента (компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии, УЗИ), представленных заказчиком. Трехмерные биорезорбируемые матриксы не требуют специальных условий для хранения, так как изготавливаются индивидуально, непосредственно перед применением, герметично упаковываются и стерилизуются. Имплантат производится в асептических условиях и передается заказчику в стерильной упаковке.The developed 3D matrix for the restoration of bone defects makes it possible to obtain implants of a given shape and structure, realizing the principle of personalized medicine. Modeling is carried out on the basis of the results of digital methods of patient examination (computed tomography, magnetic resonance imaging, ultrasound) provided by the customer. Three-dimensional bioresorbable matrices do not require special storage conditions, as they are made individually, immediately before use, hermetically packed and sterilized. The implant is produced under aseptic conditions and delivered to the customer in a sterile package.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1-3 представлены фото полученного гидрогеля, пробы №1-3 соответственно.FIG. 1-3 are photos of the obtained hydrogel, sample No. 1-3, respectively.

На фиг. 4 показан общий вид скаффолда в трех проекциях – проба №1.FIG. 4 shows a general view of the scaffold in three projections - sample 1.

На фиг. 5 показана 3D визуализация пор в пробе №1 (объем ≈200 мм3).FIG. 5 shows 3D visualization of pores in sample 1 (volume ≈200 mm3).

На фиг. 6 показан общий вид скаффолда в трех проекциях – проба №2.FIG. 6 shows a general view of the scaffold in three projections - sample 2.

На фиг. 7 показана 3D визуализация пор в пробе №2 (объем ≈200 мм3).FIG. 7 shows 3D visualization of pores in sample 2 (volume ≈200 mm3).

На фиг. 8 показан общий вид скаффолда в трех проекциях – проба №3.FIG. 8 shows a general view of the scaffold in three projections - sample No. 3.

На фиг. 9 показана 3D визуализация пор в пробе №3 (объем ≈200 мм3).FIG. 9 shows 3D visualization of pores in sample 3 (volume ≈200 mm3).

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Исходными материалами для изготовления нового продукта являются: гиалуроновая кислота, хондроитин, казеин и солодка, из которых печатается трехмерный имплантат. Композиция биорезорбируемого 3D-матрикса для восстановления дефектов костной ткани включает следующие компоненты, в мас. частях: 5% водный раствор казеина – 20; 2,5% водный раствор гиалуроновой кислоты –40; 0,2% водный раствор хондроитина сульфата – 10; 3% водный настой солодки – 20; полиэтиленгликоль (ПЭГ) 1500 – 3; агар-агар – 4.The starting materials for the manufacture of the new product are: hyaluronic acid, chondroitin, casein and licorice, from which a three-dimensional implant is printed. The composition of a bioresorbable 3D matrix for the restoration of bone tissue defects includes the following components, wt. parts: 5% aqueous solution of casein - 20; 2.5% aqueous solution of hyaluronic acid –40; 0.2% aqueous solution of chondroitin sulfate - 10; 3% aqueous liquorice infusion - 20; polyethylene glycol (PEG) 1500 - 3; agar-agar - 4.

Данный имплантат устанавливается на место дефекта и в последующем замещается костной тканью организма. Преимуществом нового продукта является персонализированный подход при изготовлении костных 3D матриксов, что улучшит послеоперационную регенерацию и снизит количество осложнений на 30-50%. Данная технология не требует высокого технологического уровня очистки и исключает риск передачи вирусов СПИД, гепатит, туберкулез.This implant is installed at the site of the defect and subsequently replaced by the bone tissue of the body. The advantage of the new product is a personalized approach to the production of 3D bone matrices, which will improve postoperative regeneration and reduce the number of complications by 30-50%. This technology does not require a high technological level of purification and eliminates the risk of transmission of viruses AIDS, hepatitis, tuberculosis.

Для изготовления гидрогеля в качестве структурообразователя был выбран казеин, обеспечивающий хорошее суспендирование, гелеобразование в водной среде и способность выдерживать высокие температуры.For the manufacture of the hydrogel, casein was chosen as a structurant, which provides good suspension, gelation in an aqueous medium, and the ability to withstand high temperatures.

Гиалуроновая кислота дает возможность получить гидрогель, обладающий следующими характеристиками:Hyaluronic acid makes it possible to obtain a hydrogel with the following characteristics:

- Хорошей способностью к продавливанию его через иглы и, за счет этого, его можно использовать для изготовления костных 3D-матриксов;- Good ability to push it through needles and, due to this, it can be used for the manufacture of 3D bone matrices;

- Отсутствием перехода одной или большего числа конститутивных фаз гидрогеля в частицы в ходе выполнения поперечного сшивания (но при этом продукт характеризуется низкой силой выдавливания);- The absence of the transition of one or more constitutive phases of the hydrogel into particles during cross-linking (but the product is characterized by a low extrusion force);

- Отсутствием в продукте совместно сшитых частиц, что ведет к существенному улучшению профиля безопасности (меньшее количество побочных эффектов и осложнений в краткосрочной и/или среднесрочной/долгосрочной перспективе), повышенной способности к интеграции/имплантированию гидрогеля в ткань (более равномерное распределение продукта в ткани), а также обеспечивает значительно более короткий и менее сложный способ изготовления (поскольку в процессе изготовления отсутствуют трудоемкие этапы измельчения);- The absence of co-crosslinked particles in the product, which leads to a significant improvement in the safety profile (fewer side effects and complications in the short and / or medium / long term), increased ability to integrate / implant the hydrogel into the tissue (more even distribution of the product in the tissue) , and also provides a much shorter and less complex manufacturing method (since there are no laborious grinding steps in the manufacturing process);

- Исключительными свойствами вязкоэластичности, происходящими из особой структуры полученного гидрогеля;- Exceptional viscoelasticity properties derived from the special structure of the obtained hydrogel;

- Способностью к имплантированию простым путем ткани в области, подлежащие обработке;- Ability to implant tissue in a simple way in the area to be treated;

- Сложной структурой матрицы полученного гидрогеля, характеризующейся как «мультиструктурированная», благодаря которой можно оптимизировать контролируемое высвобождение активных и/или биологических веществ.- The complex structure of the matrix of the obtained hydrogel, characterized as "multi-structured", due to which it is possible to optimize the controlled release of active and / or biological substances.

Для улучшения процесса заживления в состав гидрогеля был введен хондроитина сульфат и настой солодки. To improve the healing process, chondroitin sulfate and licorice infusion were introduced into the hydrogel.

Для достижения пористости, использовали настой корня солодки и порошок корня солодки. При извлечении действующих веществ из корня солодки методом настаивания и использования в качестве наполнителя в структуре гидрогеля были получены наиболее хорошие результаты, поэтому в состав гидрогеля включили настой корня солодки.To achieve porosity, an infusion of licorice root and powder of licorice root were used. When extracting active substances from licorice root by the method of infusion and use as a filler in the structure of the hydrogel, the best results were obtained; therefore, an infusion of licorice root was included in the hydrogel.

Проведение экспериментаExperimenting

Приготовление настоя солодки 3%.Preparation of liquorice infusion 3%.

Измельченное сырье корня солодки отсеивали от пыли, настаивали с водой в инфундирном аппарате (кипящей водяной бане) и охлаждали при комнатной температуре, процеживали извлечение с отжимом сырья, доведение вытяжки водой до описанного объема.The crushed raw material of licorice root was sifted out of dust, infused with water in an infundir apparatus (boiling water bath) and cooled at room temperature, the extraction was filtered with squeezing of the raw material, and the extract was brought to the described volume with water.

В химический стакан помещали казеин – 0,5 г, прибавляли расчетное количество воды (10 мл) очищенной, перемешивали стеклянной палочкой до образования однородности и добавляли хондроитина сульфат – 0,01 г, растворенный в 5 мл воды.Casein - 0.5 g was placed in a beaker, the calculated amount of purified water (10 ml) was added, stirred with a glass rod until uniformity was formed, and chondroitin sulfate - 0.01 g dissolved in 5 ml of water was added.

В химическом стакане в расчетном количестве воды очищенной (20 мл) диспергировали гиалуроновую кислоту – 0,5 г до получения гомогенной дисперсии. Hyaluronic acid was dispersed in a beaker in a calculated amount of purified water (20 ml) - 0.5 g until a homogeneous dispersion was obtained.

На водяной бане готовили основу, состоящую из 3% настоя корня солодки – 10 мл, агар-агара – 3,0 г, ПЭГ 1500 – 1,5 г. (для образцов № 1-3). In a water bath, a base was prepared, consisting of a 3% infusion of licorice root - 10 ml, agar-agar - 3.0 g, PEG 1500 - 1.5 g (for samples No. 1-3).

В готовые основы при непрерывном перемешивании вводили растворы казеина, хондроитина сульфата, гиалурновой кислоты. Смесь тщательно эмульгировали с помощью гомогенизатора до образования однородной массы. Оценивали визуально – внешний вид.Solutions of casein, chondroitin sulfate, and hyaluric acid were introduced into the finished bases with continuous stirring. The mixture was thoroughly emulsified with a homogenizer until a homogeneous mass was formed. Assessed visually - appearance.

При разработке оптимального состава гидрогеля исследованы 3 композиции, составленные варьированием следующих фармацевтических факторов: природы и количества основы, однородности массы, используемых технологических операций и аппаратуры при изготовлении гидрогелей, а также с учетом их биологической доступности invitro:When developing the optimal composition of the hydrogel, 3 compositions were investigated, composed by varying the following pharmaceutical factors: the nature and amount of the base, the homogeneity of the mass, the technological operations and equipment used in the manufacture of hydrogels, as well as taking into account their in vitro bioavailability:

Проба №1Sample No. 1

Казеин – 0,5 г (10 мл Н2О) Casein - 0.5 g (10 ml H2O)

Гиалуроновая кислота – 0,5 г (20 мл Н2О)Hyaluronic acid - 0.5 g (20 ml H2O)

Хондроитина сульфат – 0,01 г (5 мл Н2О)Chondroitin sulfate - 0.01 g (5 ml H2O)

Настой солодки – 0,3 г (10 мл Н2О) = 3%Infusion of licorice - 0.3 g (10 ml H2O) = 3%

ПЭГ 1500 – 1,5 г PEG 1500 - 1.5 g

Агар-агар – 2,0 гAgar-agar - 2.0 g

Проба №2Sample No. 2

Казеин – 0,5 г (10 мл Н2О) Casein - 0.5 g (10 ml H2O)

Гиалуроновая кислота – 0,5 г (20 мл Н2О)Hyaluronic acid - 0.5 g (20 ml H2O)

Хондроитина сульфат – 0,01 г (5 мл Н2О)Chondroitin sulfate - 0.01 g (5 ml H2O)

Настой солодки – 0,3 г (10 мл Н2О) = 3%Infusion of licorice - 0.3 g (10 ml H2O) = 3%

ПЭГ 1500 – 1,5 гPEG 1500 - 1.5 g

Агар-агар 3,0 г Agar-agar 3.0 g

Проба №3Sample No. 3

Казеин – 0,5 г (10 мл Н2О) Casein - 0.5 g (10 ml H2O)

Гиалуроновая кислота – 0,5 г (20 мл Н2О)Hyaluronic acid - 0.5 g (20 ml H2O)

Хондроитина сульфат – 0,01 г (5 мл Н2О)Chondroitin sulfate - 0.01 g (5 ml H2O)

Настой солодки – 0,3 г (10 мл Н2О)= 3%Infusion of licorice - 0.3 g (10 ml H2O) = 3%

ПЭГ 1500 – 1,5 г PEG 1500 - 1.5 g

Агар-агар – 3,0 г Agar-agar - 3.0 g

Органолептические характеристики гелей представлены в таблице 1.The organoleptic characteristics of the gels are presented in table 1.

Таблица 1 – Органолептические характеристики гелей проб №1, 2, 3Table 1 - Organoleptic characteristics of gels of samples No. 1, 2, 3

№п/пN / a СоставыCompositions ОписаниеDescription 1one Гидрогель проба №1Hydrogel test No. 1 Однородный гидрогель мягкой, эластичной консистенции. Цвет – желтый. Эластичный сравнительно легко может изменять свой объем при поглощении или отдаче растворителя.Homogeneous hydrogel of soft, elastic consistency. Yellow color. Elastic can relatively easily change its volume upon absorption or release of the solvent. 22 Гидрогель проба №2Hydrogel test No. 2 Однородный гидрогель плотной консистенции, желтого цвета, густая, вязкая масса.Homogeneous hydrogel of dense consistency, yellow color, thick, viscous mass. 33 Гидрогель проба №3Hydrogel test No. 3 Однородный гидрогель мягкой консистенции, желтого цвета, наиболее густая, вязкая, эластичная масса. Явно выраженная пористость. Лучше чем образцы 1 и 2 держит форму.Homogeneous hydrogel of soft consistency, yellow color, the thickest, viscous, elastic mass. Pronounced porosity. It holds its shape better than samples 1 and 2.

После взаимного контакта действующих веществ наиболее оптимальным для формирования структуры скаффолда является проба №3, два других образца также показали неплохие результаты. Наполнители в структуре гидрогеля при его введении распределяются недостаточно равномерно, поэтому повышение механических свойств по всему объему происходит неравномерно.After the mutual contact of the active substances, the most optimal for the formation of the scaffold structure is sample No. 3, the other two samples also showed good results. Fillers in the structure of the hydrogel during its introduction are not distributed evenly enough, therefore, the increase in mechanical properties throughout the volume is uneven.

В качестве исследования структуризации гидрогеля был проведен микроструктурный анализ костных 3D матриксов на основе гиалуроновой кислоты, хондроитина, казеина и солодки, с использованием микрокомпьютерной томографии.As a study of the structuring of the hydrogel, a microstructural analysis of 3D bone matrices based on hyaluronic acid, chondroitin, casein and licorice was carried out using microcomputer tomography.

Объектами исследования являлись гидрогели с разными носителями The objects of study were hydrogels with different carriers.

Параметры сканирования в управляющей программе Skyscan 1176 (10.0.0.0, Bruker-microCT, Бельгия): напряжение рентгеновской трубки 45 kВ, ток 550 µA, фильтр Al 0,2 мм, размер пикселя 8,87 µм, вращение образца на каждом шаге на 0,3, усреднение кадров 4.Scanning parameters in the Skyscan 1176 control program (10.0.0.0, Bruker-microCT, Belgium): X-ray tube voltage 45 kV, current 550 µA, Al filter 0.2 mm, pixel size 8.87 µm, sample rotation at each step by 0 , 3, frame averaging 4.

Сканированные объекты реконструировались в программе Nrecon (1.7.4.2, Bruker-microCT, Бельгия) со следующими основными параметрами реконструкции: включена коррекция кольцевых артефактов (20), упрочнение луча (20).The scanned objects were reconstructed in the Nrecon program (1.7.4.2, Bruker-microCT, Belgium) with the following main reconstruction parameters: correction of ring artifacts (20), beam hardening (20) is included.

Ориентация в пространстве (x, y, z) и выделение отдельных областей реконструированных материалов проводилась в программе DataViewer (1.5.6.2, Bruker-microCT, Бельгия).The orientation in space (x, y, z) and the selection of individual areas of the reconstructed materials were carried out using the DataViewer software (1.5.6.2, Bruker-microCT, Belgium).

Визуализация и анализ данных проводилась в программе CT-analyser (1.18.4.0, Bruker-microCT, Бельгия).Data visualization and analysis were performed using the CT-analyzer software (1.18.4.0, Bruker-microCT, Belgium).

3D визуализация полученных результатов в зависимости от рентгенологической плотности проводилась в программе CTvox (3.3.0r1403, Bruker-microCT, Бельгия).3D visualization of the results obtained depending on the X-ray density was carried out using the CTvox software (3.3.0r1403, Bruker-microCT, Belgium).

Таблица 2 – Общий 3D анализ пробTable 2 - General 3D analysis of samples

ПараметрыParameters 1 проба1 sample 2 проба2 sample 3 проба3 sample Общий объем исследуемой пробы, мм3The total volume of the investigated sample, mm3 200200 200200 200200 Общая порозность, %Total porosity,% 2,812.81 6,66.6 3,313.31

Выводы:Conclusions:

1. Проведен микроструктурный анализ костных 3D матриксов трех композиций, показывающий, что все три композиции имеют положительный результат. 1. Microstructural analysis of 3D bone matrices of three compositions was carried out, showing that all three compositions have a positive result.

2. На основании результатов проведенного эксперимента предложен оптимальный состав костных 3D-матриксов, в мас. частях:2. Based on the results of the experiment, the optimal composition of 3D bone matrices was proposed, in wt. parts:

Казеин 5% водный раствор – 20Casein 5% aqueous solution - 20

Гиалуроновая кислота 2,5% водный раствор – 40Hyaluronic acid 2.5% aqueous solution - 40

Хондроитина сульфат 0,2% водный раствор – 10Chondroitin sulfate 0.2% aqueous solution - 10

Солодка 3% водный настой – 20 Licorice 3% water infusion - 20

Полиэтиленгликоль 1500 – 3Polyethylene glycol 1500 - 3

Агар-агар – 4Agar-agar - 4

Для изготовления костных 3D-матриксов авторами выбрана оптимальная композиция в соответствии с пробой №2. For the manufacture of 3D bone matrices, the authors have chosen the optimal composition in accordance with sample No. 2.

Сопоставительный анализ заявленной композиции биорезорбируемого 3D-матрикса показывает, что совокупность ее существенных признаков неизвестна из уровня техники и, значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».Comparative analysis of the claimed composition of a bioresorbable 3D matrix shows that the totality of its essential features is unknown from the prior art and, therefore, meets the “Novelty” patentability condition.

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленной композиции 3D-матрикса и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».In the prior art, no features have been identified that coincide with the distinctive features of the claimed composition of a 3D matrix and affect the achievement of the claimed technical result, therefore, the claimed invention complies with the patentability condition "Inventive level".

Приведённые сведения подтверждают возможность применения заявленного технического решения для восстановления дефектов костной ткани, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».The above information confirms the possibility of using the claimed technical solution for the restoration of bone tissue defects, and therefore complies with the condition of patentability "Industrial applicability".

Список использованной литературыList of used literature

1. Долгалев А.А., Аракелян Н.Г. Тканевая инженерия при восстановлении дефектов костной ткани. Научно-практический журнал Вестник молодого ученого № 4 (23) 2018. С. 19-24.1. Dolgalev A.A., Arakelyan N.G. Tissue engineering for the restoration of bone tissue defects. Scientific and practical journal Bulletin of a young scientist No. 4 (23) 2018. P. 19-24.

2. Жданов А.В., Алешин Д.С., Хасанов Ш.М., Габриелян Н.Г., Елдашев Д.С.-А., Бойко Е.М., Долгалев А.А. Оценка эффективности ксеногенного материала в месте проведения костнопластической процедуры на альвеолярном гребне челюсти в случае обнажения dPTFE мембраны. Медицинский алфавит №2, 2021. С. 47-53.2. Zhdanov A.V., Aleshin D.S., Khasanov Sh.M., Gabrielyan N.G., Eldashev D.S.-A., Boyko E.M., Dolgalev A.A. Evaluation of the effectiveness of xenogenic material at the site of the osteoplastic procedure on the alveolar ridge of the jaw in case of exposure of the dPTFE membrane. Medical Alphabet No. 2, 2021. P. 47-53.

Claims (2)

Композиция биорезорбируемого 3D-матрикса для восстановления дефектов костной ткани, включающая следующие компоненты, мас.ч.:Composition of a bioresorbable 3D matrix for the restoration of bone tissue defects, including the following components, parts by weight: Казеин 5% водный растворCasein 5% aqueous solution 20twenty Гиалуроновая кислота 2,5% водный растворHyaluronic acid 2.5% aqueous solution 4040 Хондроитина сульфат 0,2% водный растворChondroitin sulfate 0.2% aqueous solution 1010 Солодка 3% водный настойLicorice 3% water infusion 20 twenty Полиэтиленгликоль 1500Polyethylene glycol 1500 33 Агар-агарAgar agar 66
RU2021112390A 2021-04-29 2021-04-29 Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects RU2762511C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112390A RU2762511C1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112390A RU2762511C1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762511C1 true RU2762511C1 (en) 2021-12-21

Family

ID=80039318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021112390A RU2762511C1 (en) 2021-04-29 2021-04-29 Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762511C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786443C1 (en) * 2022-04-05 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Biodegradable 3d matrix for healing skin defects based on composite polycaprolactone

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2218895C1 (en) * 2002-03-25 2003-12-20 Зум Инвестмент Лимитед Инк. Contour plasty method and implant for restoring, correcting and removing or substituting defects, injuries or deformities of bone or cartilage tissue
DE60228573D1 (en) * 2001-05-30 2008-10-09 Chisso Corp NETWORKED ELASTIN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
RU2476236C1 (en) * 2012-02-16 2013-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Ниармедик Плюс" Composite for bone tissue defect repair, method for producing and using it
RU2504405C1 (en) * 2012-10-10 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛВЕК" Osteoplastic bioresorbable material for bone defect replacement and method for preparing it
RU2508131C2 (en) * 2012-04-28 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Имплантбио" Hardened biocomposite for bone defect replacement
RU2509554C1 (en) * 2012-11-16 2014-03-20 Евгений Викторович Ларионов Implant and biomaterial coating solution
RU2624854C1 (en) * 2016-10-18 2017-07-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for obtaining of composite scaffold for bone tissue defects restoration

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60228573D1 (en) * 2001-05-30 2008-10-09 Chisso Corp NETWORKED ELASTIN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
RU2218895C1 (en) * 2002-03-25 2003-12-20 Зум Инвестмент Лимитед Инк. Contour plasty method and implant for restoring, correcting and removing or substituting defects, injuries or deformities of bone or cartilage tissue
RU2476236C1 (en) * 2012-02-16 2013-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Ниармедик Плюс" Composite for bone tissue defect repair, method for producing and using it
RU2508131C2 (en) * 2012-04-28 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Имплантбио" Hardened biocomposite for bone defect replacement
RU2504405C1 (en) * 2012-10-10 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛВЕК" Osteoplastic bioresorbable material for bone defect replacement and method for preparing it
RU2509554C1 (en) * 2012-11-16 2014-03-20 Евгений Викторович Ларионов Implant and biomaterial coating solution
RU2624854C1 (en) * 2016-10-18 2017-07-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method for obtaining of composite scaffold for bone tissue defects restoration

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДОЛГАЛЕВ А.А., АРАКЕЛЯН Н.Г. Принципы создания резорбируемых скаффолдов для реконструкции челюстных костей на основе полимерных соединений, Сборник трудов конференции, Ставропольский государственный медицинский университет, 2018, стр.271-273. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786443C1 (en) * 2022-04-05 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Biodegradable 3d matrix for healing skin defects based on composite polycaprolactone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6476120B2 (en) Sterile aqueous formulations for injection based on crosslinked hyaluronic acid and hydroxyapatite for therapeutic use
US8497236B2 (en) Implantable putty material
CN110612129B (en) Autologous bone graft substitute
JP2021184903A (en) Material and method for filling bone void
KR20120092632A (en) Material for induction of hard tissue regeneration
KR20190101298A (en) Demineralized bone matrix having improved handling characteristics
CN113749825B (en) Frame type bone joint prosthesis and preparation method and application thereof
EP1019027A1 (en) Implantable collagen-containing putty material
Shih et al. Synthetic bone mimetic matrix-mediated in situ bone tissue formation through host cell recruitment
Ficek et al. A bioresorbable polylactide implant used in bone cyst filling
CN115245597A (en) Composition of cross-linked hyaluronic acid gel and acellular matrix microparticles
US20140030338A1 (en) Product
RU2360663C1 (en) Gel for bone tissue repair
Chen et al. Use of fluorescence labeled mesenchymal stem cells in pluronic F127 and porous hydroxyapatite as a bone substitute for posterolateral spinal fusion
RU2762511C1 (en) Composition of bioresorbable 3d matrix for restoring bone tissue defects
RU2476236C1 (en) Composite for bone tissue defect repair, method for producing and using it
JP2017525407A (en) Materials and methods for filling dental bone gaps
JP2019531160A (en) Process for producing a suspended form of ground decellularized extracellular matrix
KR101650414B1 (en) Manufacturing method of dental-bone filler including crosslinked hyaluronic acid
Wang et al. Comparison of the effects of 3D printing bioactive porous titanium alloy scaffolds and nano-biology for direct treatment of bone defects
KR101272958B1 (en) Demineralized bone graft substitute and its process
CN116036372B (en) Preparation method of bone filler for oral cavity
WO2024038721A1 (en) Regrowth material for alveolar bone and periodontal ligaments, and method for manufacturing regrowth material for alveolar bone and periodontal ligaments
Apinun et al. Evaluation of Bone Regeneration Using Injectable Surfactant-Induced Thai Silk Fibroin/Collagen In Situ-Forming Hydrogel in Segmental Bone Defects in Rats.
Arafat et al. ASSESSMENT OF BONE REGENERATION OF CRITICAL SIZE MANDIBULAR DEFECTS USING ADIPOSE DERIVED STEM CELLS: AN EXPERIMENTAL COMPARATIVE STUDY