RU2788658C2 - Regenerative material of connective tissues, method for obtaining regenerative material, use of regenerative material, implant - Google Patents
Regenerative material of connective tissues, method for obtaining regenerative material, use of regenerative material, implant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788658C2 RU2788658C2 RU2019138446A RU2019138446A RU2788658C2 RU 2788658 C2 RU2788658 C2 RU 2788658C2 RU 2019138446 A RU2019138446 A RU 2019138446A RU 2019138446 A RU2019138446 A RU 2019138446A RU 2788658 C2 RU2788658 C2 RU 2788658C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- connective tissue
- polymer
- regenerative
- matrix
- calcium silicate
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 194
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 title claims abstract description 97
- 210000002808 Connective Tissue Anatomy 0.000 title claims abstract description 85
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 141
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 133
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 132
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N Calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 83
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 210000000988 Bone and Bones Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 210000004268 Dentin Anatomy 0.000 claims abstract description 20
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229920000249 biocompatible polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims description 80
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 68
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 53
- -1 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 50
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 35
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 33
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 33
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 29
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 23
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile Chemical group CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims description 19
- DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N Chitin Chemical compound O[C@@H]1C(NC(=O)C)[C@H](O)OC(CO)[C@H]1COC[C@H]1C(NC(C)=O)[C@@H](O)[C@H](COC[C@H]2C([C@@H](O)[C@H](O)C(CO)O2)NC(C)=O)C(CO)O1 DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 claims description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 claims description 14
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 14
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 12
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 11
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 10
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 10
- 229960005188 collagen Drugs 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N methylene dichloride Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000747 poly(lactic acid) polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 claims description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 10
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N Bismuth(III) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 claims description 9
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N acetic acid ethyl ester Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 9
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 9
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 9
- MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M sodium;(2S,3S,4R,5R,6R)-3-[(2S,3R,5S,6R)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylate Chemical compound [Na+].CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O MAKUBRYLFHZREJ-JWBQXVCJSA-M 0.000 claims description 9
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L Barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 8
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 8
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 7
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 7
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940067573 BROWN IRON OXIDE Drugs 0.000 claims description 4
- OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N Cerium(IV) oxide Chemical compound [O-2]=[Ce+4]=[O-2] OFJATJUUUCAKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L Strontium carbonate Chemical compound [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N Tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N 3-Methylbutanoic acid Chemical compound CC(C)CC(O)=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000002138 osteoinductive Effects 0.000 abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 33
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 25
- 239000002609 media Substances 0.000 description 23
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 22
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 19
- 238000011068 load Methods 0.000 description 18
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 13
- 210000004271 bone marrow stromal cells Anatomy 0.000 description 12
- 230000000790 osteoblast Effects 0.000 description 12
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 12
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 11
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 11
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 11
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 230000001582 osteoblastic Effects 0.000 description 8
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 8
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 7
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 6
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- 210000002901 Mesenchymal Stem Cells Anatomy 0.000 description 5
- 108020004999 Messenger RNA Proteins 0.000 description 5
- 108060007076 NAT10 Proteins 0.000 description 5
- 102100016121 SLPI Human genes 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002106 messenger RNA Polymers 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 5
- XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N Alginic acid Chemical class O1[C@@H](C(O)=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](C)[C@@H](O)[C@H]1O XJKJWTWGDGIQRH-BFIDDRIFSA-N 0.000 description 4
- RGCKGOZRHPZPFP-UHFFFAOYSA-N Alizarin Natural products C1=CC=C2C(=O)C3=C(O)C(O)=CC=C3C(=O)C2=C1 RGCKGOZRHPZPFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010054107 Nodule Diseases 0.000 description 4
- 108010044281 TATA-Box Binding Protein Proteins 0.000 description 4
- 102000012235 TATA-box binding protein Human genes 0.000 description 4
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 4
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 4
- HFVAFDPGUJEFBQ-UHFFFAOYSA-M alizarin red S Chemical compound [Na+].O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C(S([O-])(=O)=O)C(O)=C2O HFVAFDPGUJEFBQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 4
- 238000000339 bright-field microscopy Methods 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002439 hemostatic Effects 0.000 description 4
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 4
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229920003179 starch-based polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004628 starch-based polymer Substances 0.000 description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002301 Cellulose acetate Polymers 0.000 description 3
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 3
- 101700043371 DLX5 Proteins 0.000 description 3
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 description 3
- 229940096919 Glycogen Drugs 0.000 description 3
- BYSGBSNPRWKUQH-UJDJLXLFSA-N Glycogen Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O1 BYSGBSNPRWKUQH-UJDJLXLFSA-N 0.000 description 3
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 3
- 229920001202 Inulin Polymers 0.000 description 3
- 102100015790 SEMA3A Human genes 0.000 description 3
- 101710023764 SEMA3A Proteins 0.000 description 3
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 3
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 3
- 229940099112 cornstarch Drugs 0.000 description 3
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 3
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- ZFTFOHBYVDOAMH-XNOIKFDKSA-N (2R,3S,4S,5R)-5-[[(2R,3S,4S,5R)-5-[[(2R,3S,4S,5R)-3,4-dihydroxy-2,5-bis(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxymethyl]-3,4-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxymethyl]-2-(hydroxymethyl)oxolane-2,3,4-triol Chemical group O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@](CO)(OC[C@@H]2[C@H]([C@H](O)[C@@](O)(CO)O2)O)O1 ZFTFOHBYVDOAMH-XNOIKFDKSA-N 0.000 description 2
- FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N (2S,3R,4S,5S,6R)-2-[(2R,4R,5R,6S)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2R,3S,4R,5R,6S)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-WFYNLLPOSA-N 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000512259 Ascophyllum nodosum Species 0.000 description 2
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 2
- 241000209763 Avena sativa Species 0.000 description 2
- 235000007558 Avena sp Nutrition 0.000 description 2
- 102100005377 BMP2 Human genes 0.000 description 2
- 102100015882 BMP7 Human genes 0.000 description 2
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 210000001185 Bone Marrow Anatomy 0.000 description 2
- 102000004152 Bone Morphogenetic Protein 1 Human genes 0.000 description 2
- 108090000654 Bone Morphogenetic Protein 1 Proteins 0.000 description 2
- 108010049931 Bone Morphogenetic Protein 2 Proteins 0.000 description 2
- 108010049870 Bone Morphogenetic Protein 7 Proteins 0.000 description 2
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N Calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000845 Cartilage Anatomy 0.000 description 2
- DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N Chondroitin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1OC1[C@H](O)[C@H](O)C=C(C(O)=O)O1 DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N 0.000 description 2
- 229920002567 Chondroitin Polymers 0.000 description 2
- 229920002558 Curdlan Polymers 0.000 description 2
- 239000001879 Curdlan Substances 0.000 description 2
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 description 2
- 229920000045 Dermatan sulfate Polymers 0.000 description 2
- AVJBPWGFOQAPRH-FWMKGIEWSA-L Dermatan sulfate Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](OS([O-])(=O)=O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](C([O-])=O)O1 AVJBPWGFOQAPRH-FWMKGIEWSA-L 0.000 description 2
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 2
- 210000002744 Extracellular Matrix Anatomy 0.000 description 2
- 229920002670 Fructan Polymers 0.000 description 2
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 2
- 229920002971 Heparan sulfate Polymers 0.000 description 2
- 229960002897 Heparin Drugs 0.000 description 2
- ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N Heparin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](COS(O)(=O)=O)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OS(O)(=O)=O)[C@@H](O[C@@H]3[C@@H](OC(O)[C@H](OS(O)(=O)=O)[C@H]3O)C(O)=O)O[C@@H]2O)CS(O)(=O)=O)[C@H](O)[C@H]1O ZFGMDIBRIDKWMY-PASTXAENSA-N 0.000 description 2
- 206010022114 Injury Diseases 0.000 description 2
- 102000016921 Integrin-Binding Sialoprotein Human genes 0.000 description 2
- 108010028750 Integrin-Binding Sialoprotein Proteins 0.000 description 2
- JYJIGFIDKWBXDU-MNNPPOADSA-N Inulin Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)OC[C@]1(OC[C@]2(OC[C@]3(OC[C@]4(OC[C@]5(OC[C@]6(OC[C@]7(OC[C@]8(OC[C@]9(OC[C@]%10(OC[C@]%11(OC[C@]%12(OC[C@]%13(OC[C@]%14(OC[C@]%15(OC[C@]%16(OC[C@]%17(OC[C@]%18(OC[C@]%19(OC[C@]%20(OC[C@]%21(OC[C@]%22(OC[C@]%23(OC[C@]%24(OC[C@]%25(OC[C@]%26(OC[C@]%27(OC[C@]%28(OC[C@]%29(OC[C@]%30(OC[C@]%31(OC[C@]%32(OC[C@]%33(OC[C@]%34(OC[C@]%35(OC[C@]%36(O[C@@H]%37[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O%37)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%36)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%35)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%34)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%33)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%32)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%31)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%30)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%29)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%28)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%27)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%26)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%25)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%24)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%23)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%22)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%21)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%20)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%19)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%18)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%17)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%16)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%15)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%14)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%13)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%12)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%11)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O%10)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O9)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O8)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O7)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O6)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O5)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O4)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O3)O)[C@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 JYJIGFIDKWBXDU-MNNPPOADSA-N 0.000 description 2
- 229940029339 Inulin Drugs 0.000 description 2
- KXCLCNHUUKTANI-RBIYJLQWSA-N Keratan Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1[C@@H](O)C[C@@H](COS(O)(=O)=O)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](O[C@H]3[C@H]([C@@H](COS(O)(=O)=O)O[C@@H](O)[C@@H]3O)O)[C@H](NC(C)=O)[C@H]2O)COS(O)(=O)=O)O[C@H](COS(O)(=O)=O)[C@@H]1O KXCLCNHUUKTANI-RBIYJLQWSA-N 0.000 description 2
- 229920000288 Keratan sulfate Polymers 0.000 description 2
- 229920001491 Lentinan Polymers 0.000 description 2
- AIHDCSAXVMAMJH-GFBKWZILSA-N Levan Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@](CO)(CO[C@@H]2[C@H]([C@H](O)[C@@](O)(CO)O2)O)O1 AIHDCSAXVMAMJH-GFBKWZILSA-N 0.000 description 2
- 229920002097 Lichenin Polymers 0.000 description 2
- 102000004264 Osteopontin Human genes 0.000 description 2
- 108010081689 Osteopontin Proteins 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N Perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001106 Pleuran Polymers 0.000 description 2
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 description 2
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 description 2
- 102100007293 RPS15 Human genes 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101700038204 TGFA Proteins 0.000 description 2
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 description 2
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 description 2
- 229920000392 Zymosan Polymers 0.000 description 2
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 2
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 2
- 150000001621 bismuth Chemical class 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth Chemical group [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- ARHMMDOXGIIARL-UHFFFAOYSA-N calcium;dihydroxy(dioxido)silane Chemical compound [Ca+2].O[Si](O)([O-])[O-] ARHMMDOXGIIARL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000021164 cell adhesion Effects 0.000 description 2
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 2
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 2
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 235000019316 curdlan Nutrition 0.000 description 2
- 229940078035 curdlan Drugs 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000001472 cytotoxic Effects 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 229940051593 dermatan sulfate Drugs 0.000 description 2
- GMZOPRQQINFLPQ-UHFFFAOYSA-H dibismuth;tricarbonate Chemical class [Bi+3].[Bi+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O GMZOPRQQINFLPQ-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000002538 fungal Effects 0.000 description 2
- 235000021255 galacto-oligosaccharides Nutrition 0.000 description 2
- 150000003271 galactooligosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920000578 graft polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229940115286 lentinan Drugs 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 2
- 230000000278 osteoconductive Effects 0.000 description 2
- CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N oxobismuth Chemical class [Bi]=O CJJMLLCUQDSZIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004633 polyglycolic acid Substances 0.000 description 2
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 108090000530 ribosomal protein S15 Proteins 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 108090000464 transcription factors Proteins 0.000 description 2
- 102000003995 transcription factors Human genes 0.000 description 2
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 2
- JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H tristrontium;diphosphate Chemical compound [Sr+2].[Sr+2].[Sr+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 150000003746 yttrium Chemical class 0.000 description 2
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N α-D-galactose Chemical class OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N β-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose Chemical compound N[C@H]1C(O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O MSWZFWKMSRAUBD-IVMDWMLBSA-N 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 2qpq Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 1
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 1
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 241000219430 Betula pendula Species 0.000 description 1
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- 210000004204 Blood Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 208000006386 Bone Resorption Diseases 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N Boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N Diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 206010013883 Dwarfism Diseases 0.000 description 1
- 108010092799 EC 2.7.7.49 Proteins 0.000 description 1
- 102000033147 ERVK-25 Human genes 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 210000000981 Epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 102100003274 GDF5 Human genes 0.000 description 1
- 101700016442 GDF5 Proteins 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 229960002442 Glucosamine Drugs 0.000 description 1
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N Hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N Isoniazid Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 210000003041 Ligaments Anatomy 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 230000035633 Metabolized Effects 0.000 description 1
- 210000000214 Mouth Anatomy 0.000 description 1
- OVRNDRQMDRJTHS-FMDGEEDCSA-N N-Acetylglucosamine Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O OVRNDRQMDRJTHS-FMDGEEDCSA-N 0.000 description 1
- 229950006780 N-Acetylglucosamine Drugs 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010053159 Organ failure Diseases 0.000 description 1
- 229920000037 Polyproline Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N RIFAMPICIN Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O/C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)\C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C([O-])=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CC[NH+](C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N 0.000 description 1
- 229940081190 Rifampin Drugs 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N Sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100014223 TGFA Human genes 0.000 description 1
- 210000002435 Tendons Anatomy 0.000 description 1
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N Tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 1
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 102000006747 Transforming growth factor alpha Human genes 0.000 description 1
- 206010052779 Transplant rejections Diseases 0.000 description 1
- 206010066901 Treatment failure Diseases 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H Tricalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N Trifluralin Chemical compound CCCN(CCC)C1=C([N+]([O-])=O)C=C(C(F)(F)F)C=C1[N+]([O-])=O ZSDSQXJSNMTJDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Tris Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251539 Vertebrata <Metazoa> Species 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000003444 anaesthetic Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229940036811 bone meal Drugs 0.000 description 1
- 239000002374 bone meal Substances 0.000 description 1
- 230000024279 bone resorption Effects 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N dilactide Chemical compound CC1OC(=O)C(C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N edta Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N ethanolamine Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 1
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000002458 infectious Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 229960003350 isoniazid Drugs 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010603 microCT Methods 0.000 description 1
- 235000020786 mineral supplement Nutrition 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001089 mineralizing Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical group 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000004818 osteo-differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000002188 osteogenic Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O oxonium Chemical compound [OH3+] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000011860 particles by size Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogens Species 0.000 description 1
- 230000003239 periodontal Effects 0.000 description 1
- 201000008838 periodontal disease Diseases 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 108010026466 polyproline Proteins 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative Effects 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000000750 progressive Effects 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating Effects 0.000 description 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 1
- 229960001225 rifampicin Drugs 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000011099 tissue engineering Methods 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к области регенерации регенеративного материала в соединительных тканях (таких как кость, дентин или пульпа). Более точно, настоящее изобретение относится к безводному регенеративному материалу соединительных тканей, предпочтительно, регенеративному материалу кости, дентина или пульпы, содержащему пористую полимерный матрикс и частицы кальция силиката. Настоящее изобретение относится также к способу получения такого регенеративного материала. Настоящее изобретение также касается применения таких регенеративных материалов, например, в области стоматологии; в особенности, для обеспечения регенеративных материалов с улучшенными биомеханическими и остеоиндуктивными свойствами (т.е. обеспечивающих хорошую миграцию, адгезию и пролиферацию клеток; с усиленными механическими свойствами; и оптимальной и контролируемой биоразлагаемостью).The present invention relates to the field of regeneration of regenerative material in connective tissues (such as bone, dentin or pulp). More specifically, the present invention relates to an anhydrous regenerative connective tissue material, preferably a regenerative bone, dentine or pulp material, comprising a porous polymer matrix and calcium silicate particles. The present invention also relates to a method for producing such a regenerative material. The present invention also relates to the use of such regenerative materials, for example, in the field of dentistry; in particular to provide regenerative materials with improved biomechanical and osteoinductive properties (i.e. providing good cell migration, adhesion and proliferation; enhanced mechanical properties; and optimal and controlled biodegradability).
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Потеря ткани или недостаточность жизненно-важных органов (по причине патологии или травмы) является колоссальной проблемой для общественного здравоохранения. В особенности, в области стоматологии, дефекты зубной кости, вызванные тяжелыми заболеваниями пародонта, экстракцией зуба или резекцией опухоли, при отсутствии лечения приводят к резорбции альвеолярной кости. Такая резорбция кости вызывает, с одной стороны, функциональные, фонетические и анестетические проблемы и, с другой стороны, приводит к тому, что объем кости оказывается недостаточным для имплантации.Tissue loss or failure of vital organs (due to pathology or injury) is a huge public health problem. Particularly in the field of dentistry, dentary defects caused by severe periodontal disease, tooth extraction or tumor resection, if left untreated, lead to resorption of the alveolar bone. Such bone resorption causes, on the one hand, functional, phonetic and anesthetic problems and, on the other hand, leads to the fact that the bone volume is insufficient for implantation.
В большинстве случаев единственное терапевтическое решение потери ткани ли недостаточности жизненно важных органов связано с трансплантатом.In most cases, the only therapeutic solution for tissue loss or vital organ failure involves a transplant.
Во-первых, трансплантация аутогенной кости (т.е. кости, полученной у самого пациента) остается оптимальным материалом благодаря ее остеокондуктивным, остеоиндуктивным и остеогенным свойствам. Однако регенерация небольшой полученной кости, риски резорбции трансплантата и болезненный послеоперационный уход по-прежнему являются основными недостатками этого терапевтического решение.First, transplantation of autologous bone (i.e. bone obtained from the patient himself) remains the optimal material due to its osteoconductive, osteoinductive and osteogenic properties. However, regeneration of the small resulting bone, risks of graft resorption, and painful postoperative care are still the main disadvantages of this therapeutic solution.
Другое терапевтическое решение касается трансплантации кости, полученной у донора. Однако ограниченное число доноров, риск отторжения трансплантата по иммунологическим причинам, риск передачи патогенов и обязанность пациента получать специфическое медикаментозное лечение стало причиной поиска исследовательским сообществом альтернативного лечения.Another therapeutic solution concerns transplantation of bone obtained from a donor. However, the limited number of donors, the risk of graft rejection due to immunological reasons, the risk of pathogen transmission, and the patient's obligation to receive specific medical treatment has driven the research community to seek alternative treatments.
В течение многих лет общепризнанным подходом являлось использование синтетических восстановительных материалов. Принадлежащие к этому классу материалы используются для реконструкции ткани посредством придания прочности структуре ткани либо заполнения пространства, в котором утрачено вещество. В число таких материалов входят несколько разработанных заменителей костной ткани, таких как биоматериалы, содержащие керамические частицы. Например, в европейском патенте 0555807 и патенте США 6214048 описан материал-заменитель кости, который получают в результате смешивания костной муки животного происхождения и апатита.For many years, the generally accepted approach has been the use of synthetic restorative materials. Materials belonging to this class are used to reconstruct tissue by strengthening the tissue structure or by filling in a space where matter has been lost. These materials include several developed bone substitutes such as biomaterials containing ceramic particles. For example,
До настоящего времени восстановительные процедуры, включающие использование замещающих кость материалов ограничиваются заменой поврежденных тканей синтетическими материалами и не предлагают решения для регенерации этих поврежденных тканей. Эти недостатки наряду с агрессивной и инфицированной средой в ротовой полости часто приводят к неудаче лечения.Until now, restorative procedures involving the use of bone replacement materials have been limited to replacing damaged tissues with synthetic materials and do not offer a solution for the regeneration of these damaged tissues. These deficiencies, along with the aggressive and infectious environment in the oral cavity, often lead to treatment failure.
В этой ситуации возникла тканевая инженерия, которая становится одним из наиболее перспективных подходов в регенеративной медицине и стоматологии. В этой области цель заключается в том, чтобы заместить, поддержать или улучшить функцию человеческих тканей посредством заменителей ткани, включающих биологические элементы. Таким образом, альтернативные замещающие материалы разработаны, чтобы вызвать или стимулировать остеоиндуктивные свойства таких материалов, имплантируемых в организм. Однако в большинстве случаев для терапевтических решений требуется, чтобы медицинский костный имплант содержал остеоиндуктивные факторы (WO 00/45871 и WO 2008/076671).In this situation, tissue engineering emerged, which is becoming one of the most promising approaches in regenerative medicine and dentistry. In this area, the goal is to replace, maintain or improve the function of human tissues through tissue substitutes that include biological elements. Thus, alternative replacement materials are designed to induce or stimulate the osteoinductive properties of such materials when implanted into the body. However, in most cases, therapeutic solutions require that the medical bone implant contains osteoinductive factors (WO 00/45871 and WO 2008/076671).
С учетом имеющихся предпосылок создания изобретения, по-прежнему существует потребность в усовершенствованных восстановительных материалах, 1) которые непосредственно взаимодействуют с биологической средой, например, с тканями; и 2) обладают улучшенными биомеханическими и остеостимулирующими свойствами, в особенности, без необходимости использовать дополнительные традиционные остеондуктивные факторы (такие как биологические остеоиндуктивные факторы). В особенности, существует потребность в обеспечении биосовместимых и рассасывающихся в биологической среде регенеративных материалов, подвергающихся одновременной прогрессивно резорбции во время индуцированного роста кости при сохранении хорошей структурной стабильности in vivo. В отношении материалов, замещающих соединительные ткани, такие как дентин или пульпа, необходимо преодолеть такие же недостатки, которые были описаны в отношении современных материалов заменителей кости. Таким образом, по-прежнему существует потребность в обеспечении регенеративного материала соединительных тканей (таких как кость, дентин или пульпа).Given the current background of the invention, there is still a need for improved restorative materials, 1) which directly interact with the biological environment, such as tissues; and 2) have improved biomechanical and osteostimulatory properties, especially without the need to use additional traditional osteoinductive factors (such as biological osteoinductive factors). In particular, there is a need to provide biocompatible and bioresorbable regenerative materials that undergo simultaneous progressive resorption during induced bone growth while maintaining good structural stability in vivo. For connective tissue substitute materials such as dentin or pulp, the same drawbacks that have been described for modern bone substitute materials must be overcome. Thus, there is still a need to provide regenerative material for connective tissues (such as bone, dentin or pulp).
Кроме того, существует также потребность в обеспечении регенеративного материала с кинетикой резорбции, сопоставимой с кинетикой регенеарции замещаемых тканей.In addition, there is also a need to provide a regenerative material with resorption kinetics comparable to those of the tissues being replaced.
Заявитель неожиданно показал, что трехмерный безводный матрикс биополимера (например, такого как хитозан), содержащий негидратированные частицы кальция силиката, позволяет преодолеть описанные выше недостатки.The Applicant has surprisingly shown that a three-dimensional anhydrous matrix of a biopolymer (such as chitosan) containing non-hydrated calcium silicate particles overcomes the disadvantages described above.
Добавление негидратированных частиц кальция силиката позволяет успешно улучшить биологические свойства регенеративного материала соединительных тканей (таких как кость, дентин или пульпа). Преимуществом регенеративного материала соединительных тканей (таких как кость, дентин или пульпа) является диаметр пор, превышающий диаметр клеток, вследствие чего регенеративный материал указанных костных соединительных тканей, таких как дентин или пульпа, улучшает миграцию клеток. Преимуществом регенеративного материала соединительных тканей, таких как кость, дентин или пульпа, является достаточная шероховатость, улучшающая и способствующая клеточной адгезии и пролиферации. Преимуществом материалов по изобретению являются также эластические свойства, соответствующие структуре твердой ткани, вследствие чего указанные материалы сохраняют физическую целостность при использовании.The addition of non-hydrated calcium silicate particles can successfully improve the biological properties of the regenerative material of connective tissues (such as bone, dentin or pulp). The advantage of the regenerative material of connective tissues (such as bone, dentin or pulp) is that the pore diameter is larger than the diameter of the cells, whereby the regenerative material of said bone connective tissues, such as dentin or pulp, improves cell migration. The advantage of the regenerative material of connective tissues, such as bone, dentin or pulp, is sufficient roughness to improve and promote cell adhesion and proliferation. The materials according to the invention also have the advantage of elastic properties corresponding to the structure of hard tissue, whereby these materials retain their physical integrity during use.
Краткое изложение сущности изобретенияBrief summary of the invention
Таким образом, настоящее изобретение относится к регенеративному материалу соединительной ткани, предпочтительно регенеративному материалу кости, дентина или пульпы, содержащему:Thus, the present invention relates to a regenerative connective tissue material, preferably a regenerative bone, dentine or pulp material, comprising:
- пористый полимерный матрикс с сообщающимися порами; и- porous polymer matrix with communicating pores; and
- частицы кальция силиката;- particles of calcium silicate;
причем:and:
указанный полимерный матрикс безводный;said polymer matrix anhydrous;
указанные частицы кальция силиката негидратированные;said calcium silicate particles are non-hydrated;
указанные негидратированные частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d5o составляет от 0,05 мкм до менее среднего диаметра пор матрикса; иthese non-hydrated calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 5 o is from 0.05 μm to less than the average pore diameter of the matrix; and
указанные негидратированные частицы кальция силиката образуют покрытие на внутренней поверхности матрикса, образованной порами.said non-hydrated calcium silicate particles form a coating on the inner surface of the matrix formed by the pores.
Согласно одному варианту осуществления изобретения пористый полимерный матрикс состоит из или содержит по меньшей мере полимер, выбранный из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров; указанный полимер предпочтительно выбирают из полиэфиров, полисахаридов, полипептидов и белков; более предпочтительно, из группы, включающей хитозан, хитин, альгинат, коллаген, гиалуроновую кислоту, поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), поли(капролактон), желатин или любой из образованных этими соединениями сополимеров.According to one embodiment of the invention, the porous polymer matrix consists of or contains at least a polymer selected from biodegradable and/or biocompatible polymers; said polymer is preferably selected from polyesters, polysaccharides, polypeptides and proteins; more preferably from the group consisting of chitosan, chitin, alginate, collagen, hyaluronic acid, poly(lactic acid), poly(glycolic acid), poly(caprolactone), gelatin, or any of the copolymers formed by these compounds.
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимером является хитозан или смесь хитозана и альгината.According to one embodiment of the invention, the polymer is chitosan or a mixture of chitosan and alginate.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани, регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит, по меньшей мере, одну добавку; предпочтительно выбранную из волокон, таких как альгинатные волокна; и рентгеноконтрастные вещества, такие как висмута оксид, стронция карбонат, бария сульфат, тантала оксид, церия оксид, олова оксид, циркония оксид; и пигментов, таких как желтый, красный и коричневый оксид железа.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material, the regenerative connective tissue material further comprises at least one additive; preferably selected from fibers such as alginate fibers; and radiopaque agents such as bismuth oxide, strontium carbonate, barium sulfate, tantalum oxide, cerium oxide, tin oxide, zirconium oxide; and pigments such as yellow, red and brown iron oxide.
Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс структурирован и представлен слоями.According to one embodiment of the invention, the matrix is structured and presented in layers.
Согласно одному варианту осуществления изобретения расстояние между слоями составляет от 50 до 150 мкм.According to one embodiment of the invention, the distance between the layers is from 50 to 150 microns.
Согласно одному варианту осуществления изобретения частицы кальция силиката выбирают из частиц дикальция силиката, трикальция силиката или любых смесей этих веществ; предпочтительно частицы кальция силиката представляют собой трикальция силикат.According to one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are selected from dicalcium silicate particles, tricalcium silicate particles, or any mixtures of these substances; preferably the calcium silicate particles are tricalcium silicate.
Согласно одному варианту осуществления изобретения средний диаметр пор превышает 50 мкм; предпочтительно средний диаметр пор составляет от 75 мкм до 900 мкм; более предпочтительно диаметр пор составляет от 100 мкм до 300 мкм.According to one embodiment of the invention, the average pore diameter is greater than 50 microns; preferably the average pore diameter is from 75 µm to 900 µm; more preferably, the pore diameter is from 100 µm to 300 µm.
Изобретение относится также к способу получения регенеративного материала соединительной ткани по изобретению, включающего стадию приведения безводного пористого полимерного матрикса в контакт с суспензией негидратированных частиц кальция силиката в безводном полярном растворителе.The invention also relates to a method for producing a regenerative connective tissue material according to the invention, comprising the step of bringing an anhydrous porous polymer matrix into contact with a suspension of anhydrous calcium silicate particles in an anhydrous polar solvent.
Согласно одному варианту осуществления изобретения способ согласно изобретению дополнительно содержит предварительную стадию получения безводного пористого полимерного матрикса, включающую:According to one embodiment of the invention, the method according to the invention further comprises the preliminary step of obtaining an anhydrous porous polymer matrix, comprising:
(i) получение водного раствора, содержащего:(i) obtaining an aqueous solution containing:
- по меньшей мере, один полимер, предпочтительно биоразлагаемый и/или биосовместимый полимер; который предпочтительно выбирают из полиэфиров, полисахаридов, полипептидов и белков; более предпочтительно, из группы, включающей хитозан, хитин, альгинат, коллаген, гиалуроновую кислоту, поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), поли(капролактон), желатин или любой из образованных этими соединениями сополимеров; и- at least one polymer, preferably a biodegradable and/or biocompatible polymer; which is preferably selected from polyesters, polysaccharides, polypeptides and proteins; more preferably from the group consisting of chitosan, chitin, alginate, collagen, hyaluronic acid, poly(lactic acid), poly(glycolic acid), poly(caprolactone), gelatin, or any of the copolymers formed by these compounds; and
- необязательно кислоту;- optionally an acid;
(ii) заливку раствора в форму;(ii) pouring the solution into a mold;
(iii) удаление воды.(iii) water removal.
Согласно одному варианту осуществления изобретения приспособления для удаления воды выбирают из лиофилизатора, термоиспарителя и вакум-испарителя.According to one embodiment of the invention, the water removal devices are selected from a lyophilizer, a thermal evaporator, and a vacuum evaporator.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, если полимером является хитозан или хитин, то водный раствор содержит кислоту, предпочтительно, органическую кислоту, более предпочтительно уксусную кислоту.According to one embodiment of the invention, if the polymer is chitosan or chitin, then the aqueous solution contains an acid, preferably an organic acid, more preferably acetic acid.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, полярный растворитель выбирают из ацетонитрила, дихлорметана, тетрагидрофурана, этилацетата, диметилформамида, диметилсульфоксида, ацетона, метанола, смеси этанола, изопропилового спирта и уксусной кислоты, предпочтительным полярным растворителем является ацетонитрил.According to one embodiment of the invention, the polar solvent is selected from acetonitrile, dichloromethane, tetrahydrofuran, ethyl acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, methanol, a mixture of ethanol, isopropyl alcohol and acetic acid, the preferred polar solvent is acetonitrile.
Настоящее изобретение относится также к регенеративному материалу соединительной ткани по изобретению для применения в лечении утраты соединительной ткани у нуждающегося в таком лечении пациента.The present invention also relates to a regenerative connective tissue material of the invention for use in the treatment of loss of connective tissue in a patient in need of such treatment.
Настоящее изобретение относится также к имплантату, содержащему регенеративный материал соединительной ткани по изобретению. ОпределенияThe present invention also relates to an implant containing the regenerative connective tissue material of the invention. Definitions
В настоящем изобретении перечисленные ниже термины имеют следующие значения:In the present invention, the following terms have the following meanings:
- Термин «около», «приблизительно» перед числовым значением означает плюс или минус 10% от указанного значения;- The term "about", "approximately" before a numerical value means plus or
- Термин «ацетонитрил» относится к соединению с формулой CH3CN;- The term "acetonitrile" refers to a compound with the formula CH 3 CN;
- Термин «кислота» относится к любому органическому или минеральному соединению, способному акцептировать дублет электронов и передать ион гидрония (Н+);- The term "acid" refers to any organic or mineral compound capable of accepting an electron doublet and donating a hydronium ion (H+);
- Термин «альгинат» относится к солям альгиновой кислоты. Альгиновая кислота, которую выделяют из морской водоросли, представляет собой полуроновую кислоту, состоящую из двух уроновых кислот: D-маннуроновой кислоты L-гулуроновой кислоты. Альгиновая кислота, по существу, нерастворима в воде. Она образует водорастворимые соли с щелочными металлами, такими как натрий, калий и литий; с магнием, аммонием; и с замещенными катионами аммония, образовавшимися из низших аминов, таких как метиламин, этаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин. Соли растворимы в водных средах с кислотностью выше рН 4, но превращаются в альгиновую кислоту, когда рН снизится ниже приблизительно рН 4. В присутствии гель-образующих ионов, например, кальция, бария, стронция, цинка, меди, алюминия и их смесей в соответствующих концентрациях образуется не растворимый в воде термонеобратимый гель. Альгинатные гели могут быть солюбилизированы посредством замачивания в растворе растворимых катионов или хелатирующих агентов для гель-образующих ионов, например, ЭДТА, цитрата и т.п.;- The term "alginate" refers to salts of alginic acid. Alginic acid, which is isolated from seaweed, is a semiuronic acid composed of two uronic acids: D-mannuronic acid L-guluronic acid. Alginic acid is essentially insoluble in water. It forms water-soluble salts with alkali metals such as sodium, potassium and lithium; with magnesium, ammonium; and with substituted ammonium cations formed from lower amines such as methylamine, ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine. The salts are soluble in aqueous media above
- Термин «безводный» или «негидратированный» относится к любому соединению или материалу, не содержащему воду. В особенности, термин «негидратированный» дополнительно означает, что такое соединение или материал не контактировали с молекулами воды;- The term "anhydrous" or "unhydrated" refers to any compound or material that does not contain water. In particular, the term "non-hydrated" further means that such a compound or material has not come into contact with water molecules;
- Термин «биосовместимый» относится к любому материалу, не вызывающему или вызывающему лишь слабый иммунный ответ у данного организма, либо способному к интеграции с клетками или тканью определенного типа;- The term "biocompatible" refers to any material that does not elicit or elicits only a weak immune response in a given organism, or is capable of integrating with a certain type of cell or tissue;
- Термин «биоразлагаемый» относится к материалам, которые являются саморассасывающимися, и/или разлагаются и/или разрушаются посредством механического разложения при взаимодействии с физиологической средой на компоненты, которые подвергаются метаболизму или экскреции;- The term "biodegradable" refers to materials that are bioresorbable, and/or decompose and/or break down through mechanical decomposition upon interaction with the physiological environment into components that are metabolized or excreted;
- Термин «биополимер» относится к любому полимеру, встречающемуся у живых организмов;- The term "biopolymer" refers to any polymer found in living organisms;
- Термин «кость» относится к ригидным органам, которые составляют часть эндоскелета позвоночных животных. Например, термин «кость» включает кость, кость, нижнечелюстную кость, губчатую кость и эндесмальную кость;- The term "bone" refers to rigid organs that form part of the vertebrate endoskeleton. For example, the term "bone" includes bone, bone, mandibular bone, cancellous bone, and endesmal bone;
- Термин «утрата соединительной ткани» относится к любому состоянию, при котором утрачивается плотность соединительных тканей, например, кости, дентина или пульпы. Например, утрата плотности может произойти в результате резорбции, хирургического вмешательства, экстракции зуба, инфекций, травмы, заболеваний и/или старения, такого как старение суставов;- The term "loss of connective tissue" refers to any condition in which the density of connective tissues, such as bone, dentin or pulp, is lost. For example, loss of density may occur as a result of resorption, surgery, tooth extraction, infection, trauma, disease, and/or aging, such as aging of the joints;
- Термин «регенеративный материал соединительных тканей» относится к любому материалу, используемому для облицовывания утрачиваемых соединительных тканей (таких как кость, дентин или пульпа), для того чтобы вызвать in vivo образование новой самоподдерживающейся ткани;- The term "regenerative connective tissue material" refers to any material used to resurface lost connective tissues (such as bone, dentin or pulp) in order to induce the formation of new self-supporting tissue in vivo;
- Термин «частицы кальция силиката» относится к агрегату, содержащему одно или несколько соединений кальция силиката. Термины «частица кальция силиката» включает также агрегаты, представленные одним или несколькими соединениями кальция силиката;- The term "calcium silicate particles" refers to an aggregate containing one or more calcium silicate compounds. The terms "calcium silicate particle" also includes aggregates represented by one or more calcium silicate compounds;
- Термин «хитозан» относится к продукту, полученному в результате деацетилирования хитина. Хитозан отличается от хитина степенью ацетилирования: при степени ацетилирования выше 50% полимер является хитином, при степени ацетилирования ниже 50% полимер является хитозаном;- The term "chitosan" refers to the product resulting from the deacetylation of chitin. Chitosan differs from chitin in the degree of acetylation: when the degree of acetylation is above 50%, the polymer is chitin; when the degree of acetylation is below 50%, the polymer is chitosan;
- Термин «хитин» относится к полисахариду N-ацетилглюкозамину и глюкозамину;- The term "chitin" refers to the polysaccharide N-acetylglucosamine and glucosamine;
- Термин «покрытие» относится к частичному или полному нанесению вещества на поверхность;- The term "coating" refers to the partial or complete application of a substance to a surface;
- Термин «коллаген» относится к белку, содержащему правовращающий пучок из трех параллельных левовращающих спиралей полипролина II типа;- The term "collagen" refers to a protein containing a dextrorotatory bundle of three parallel levorotatory helices of type II polyproline;
- Термин «соединительная ткань» относится к любой ткани, которая поддерживает и соединяет другие ткани и части тела. Соединительная ткань плотная, содержит большое количество клеток и большое количество межклеточного материала. Межклеточный материал состоит из волокон в матриксе основного вещества, которое может быть жидким, гелеобразным или минерализованным, таким как в кости и хряще. Соединительнотканные волокна могут быть коллагеноподобными или эластичными. Матрикс или окружающие основной материал волокна и клетки представляют собой функциональное вещество, подверженное особым заболеваниям. Термины «соединительные ткани» включают костную ткань, хрящевую ткань, плотную соединительную ткань и волокнистую ткань. Термины «соединительные ткани» включают мягкую соединительную ткань и/или минерализованные соединительные ткани. В одном варианте осуществления изобретения соединительной тканью является кость, дентин и/или пульпа;- The term "connective tissue" refers to any tissue that supports and connects other tissues and parts of the body. The connective tissue is dense, contains a large number of cells and a large amount of intercellular material. The intercellular material consists of fibers in a matrix of ground substance, which may be liquid, gel-like, or mineralized, such as in bone and cartilage. Connective tissue fibers can be collagen-like or elastic. The matrix, or the fibers and cells surrounding the base material, is a functional substance susceptible to specific diseases. The terms "connective tissues" include bone tissue, cartilage tissue, dense connective tissue and fibrous tissue. The terms "connective tissues" include soft connective tissue and/or mineralized connective tissues. In one embodiment of the invention, the connective tissue is bone, dentin and/or pulp;
- Термин «d50 гранулометрия» в настоящем изобретении относится к значению d50, характеризующему распределение частиц кальция силиката по размеру. Значение d50 означает, что 50% частиц кальция силиката имеют диаметр менее указанного значения. В настоящем изобретении гранулометрические измерения выполнены на аппарате-анализаторе размера частиц Beckman-Coulter LS230 с модулем SVM. Согласно одному варианту осуществления изобретения гранулометрические измерения выполнены с помощью лазерного анализатора.- The term "d 50 granulometry" in the present invention refers to the value of d 50 characterizing the distribution of calcium silicate particles by size. The value of d 50 means that 50% of the calcium silicate particles have a diameter less than the specified value. In the present invention, particle size measurements are made on a Beckman-Coulter LS230 particle size analyzer with an SVM module. According to one embodiment of the invention, the particle size measurements are made with a laser analyzer.
- Термин «степень деацетилирования» относится к отношению между числом удаленных ацетильных функциональных групп (СН3СО-) к числу ацетильных функциональных групп, изначально присутствовавших в химическом соединении. Например, хитозан получают в результате деацетилирования хитина, и его степень деацетилирования может составлять от более чем 50% до 100%;- The term "degree of deacetylation" refers to the ratio between the number of removed acetyl functional groups (CH 3 CO-) to the number of acetyl functional groups originally present in a chemical compound. For example, chitosan is obtained by deacetylation of chitin, and its degree of deacetylation can be from more than 50% to 100%;
- Термин «дикальция силикат» относится к химическому соединению по формуле Ca2SiO4;- The term "dicalcium silicate" refers to a chemical compound according to the formula Ca 2 SiO 4 ;
- Термин «замораживание» относится к процессу обеспечения замороженного продукта;- The term "freezing" refers to the process of providing a frozen product;
- Термин «желатин» относится к неоднородной смеси белков с высокой молекулярной массой, полученной из коллагена и экстрагированной из сырьевых материалов животного происхождения (таких как, например, кожа, сухожилия, связки, кости);- The term "gelatin" refers to a heterogeneous mixture of high molecular weight proteins derived from collagen and extracted from raw materials of animal origin (such as, for example, skin, tendons, ligaments, bones);
- Термин «гиалуроновая кислота» относится к полисахариду из гликозаминогликанов, содержащему две повторяющиеся субъединицы: β-(1,3)-D-глюкуроновую кислоту и β-(1,4)-N-ацетил-D-глюкозаминовую кислоту. Такой полисахарид встречается, главным образом, в теле человека, в особенности, в соединительной ткани, эпителии и нервной системе;- The term "hyaluronic acid" refers to a polysaccharide of glycosaminoglycans containing two repeating subunits: β-(1,3)-D-glucuronic acid and β-(1,4)-N-acetyl-D-glucosamine acid. Such a polysaccharide is found mainly in the human body, especially in the connective tissue, epithelium and nervous system;
- Термин «имплантат» относится к любому инородному телу, преднамеренно введенному в тело;- The term "implant" refers to any foreign body deliberately introduced into the body;
- Термин «расстояние между слоями» относится к самому короткому расстоянию между двумя слоями полимерного матрикса;- The term "layer spacing" refers to the shortest distance between two layers of polymer matrix;
- Термин «сообщающиеся поры» или «открытые поры» относится к сети пор;- The term "communicating pores" or "open pores" refers to a network of pores;
- Термин «лиофилизация» относится к процессу сушки замороженного продукта посредством сублимации. Сублимированным растворителем может быть вода или спирт;- The term "lyophilization" refers to the process of drying a frozen product through sublimation. The sublimated solvent may be water or alcohol;
- Термин «матрикс», «матрица» относится к любой сети материала. В настоящем изобретении этот термин относится к любой полимерной сети;- The term "matrix", "matrix" refers to any network of material. In the present invention, this term refers to any polymeric network;
- Термин «форма» относится к полому контейнеру, используемому для придания формы материалу;- The term "shape" refers to the hollow container used to shape the material;
- Термин «монослой» относится к любому компактному двухмерному образованию, состоящему из атомов или молекул. В особенности, в настоящем изобретении термин монослой, предпочтительно, относится к слою, состоящему из соединений кальция силиката. Предпочтительно, толщина слоя соответствует приблизительно значению d50, характеризующему размер частиц соединений кальция силиката;- The term "monolayer" refers to any compact two-dimensional formation consisting of atoms or molecules. In particular, in the present invention, the term monolayer preferably refers to a layer composed of calcium silicate compounds. Preferably, the thickness of the layer corresponds approximately to the value of d 50 characterizing the particle size of the calcium silicate compounds;
- Термин «органическая кислота» относится к любому органическому соединению, имеющему в составе по меньшей мере одну карбоксильную группу (-СООН) или сульфонильную группу (-SO3H);- The term "organic acid" refers to any organic compound having at least one carboxyl group (-COOH) or sulfonyl group (-SO 3 H);
- Термин «пациент» относится к относится к любому теплокровному животному, предпочтительно, человеку, который ожидает получения или получает медицинскую помощь и являлся/является/будет являться объектом при проведении медицинской процедуры;- The term "patient" refers to any warm-blooded animal, preferably a human, who is awaiting or receiving medical care and has been/is/will be the subject of a medical procedure;
- Термин «полярный растворитель» относится к любому растворителю, электрические заряды которого распределены неравномерно, в результате чего дипольный момент молекулы растворителя не равен нулю;- The term "polar solvent" refers to any solvent whose electric charges are distributed unevenly, as a result of which the dipole moment of the solvent molecule is not equal to zero;
- Термин «поли(капролактон)» относится к полимеру, полученному в результате полимеризации капролактона;- The term "poly(caprolactone)" refers to a polymer obtained by polymerization of caprolactone;
- Термин «полиэфир» относится к любому полимеру, содержащему повторяющуюся структурную единицу, несущую, по меньшей мере, одну сложноэфирную функциональную группу. В настоящем изобретении термин «полиэфир» включает любой полимер, образующийся в результате реакции поликонденсации между двухосновной кислотой и двухатомным спиртом, или полимер, образующийся в результате транс-этерификации полиэфира;- The term "polyester" refers to any polymer containing a repeating structural unit bearing at least one ester functional group. In the present invention, the term "polyester" includes any polymer resulting from a polycondensation reaction between a dibasic acid and a dihydric alcohol, or a polymer resulting from the trans-esterification of a polyester;
- Термин «поли(гликолевая кислота)», «поли(гликолид)» или «ПГК"- The term "poly(glycolic acid)", "poly(glycolide)" or "PHC"
относится к любому полимеру, полученному в результате полимеризации гликолевой кислоты или циклического диэфира гликолевой кислоты;refers to any polymer resulting from the polymerization of glycolic acid or a cyclic diester of glycolic acid;
- Термин «поли(молочная кислота», «полилактид» или «ПМК» относится к любому полимеру, полученному в результате полимеризации молочной кислоты или циклического диэфира лактида;- The term "poly(lactic acid", "polylactide" or "PLA" refers to any polymer resulting from the polymerization of lactic acid or a cyclic diester of lactide;
- Термин «полимер» относится к любой цепи или материалу с высокой молекулярной массой, образующемуся в результате многократного повторения повторяющейся структурной единицы (мономера), где указанные мономеры ковалентно связаны между собой;- The term "polymer" refers to any chain or high molecular weight material resulting from the repeated repetition of a repeating structural unit (monomer), where these monomers are covalently linked to each other;
- Термин «полипептид» относится к линейному полимеру, содержащему не менее 59 аминокислот, соединенных между собой пептидными связями;- The term "polypeptide" refers to a linear polymer containing at least 59 amino acids interconnected by peptide bonds;
- Термин «полисахарид» относится к любой полимерной углеводной молекуле, состоящей из длинных цепей моносахаридных единиц, соединенных гликозидными связями, которая может быть линейной или разветвленной. Примеры включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин;- The term "polysaccharide" refers to any polymeric carbohydrate molecule consisting of long chains of monosaccharide units connected by glycosidic bonds, which may be linear or branched. Examples include starch, glycogen, cellulose and chitin;
- Термин «пористый» относится к соединению, содержащему макропоры (в котором диаметр пор равен или превышает 50 нм). В настоящем изобретении термин «пористый» предпочтительно относится к соединению, содержащему макропоры с диаметром пор более 50 мкм; предпочтительно, средний диаметр пор составляет от 75 мкм до 900 мкм; предпочтительно от 75 мкм до 750 мкм; более предпочтительно от 100 мкм до 300 мкм; более предпочтительно от 100 мкм до 200 мкм. В настоящем изобретении для измерения диаметра пор используются приемы, хорошо известные специалисту в данной области техники, например, метод Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), микротомография, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ);- The term "porous" refers to a compound containing macropores (in which the pore diameter is equal to or greater than 50 nm). In the present invention, the term "porous" preferably refers to a compound containing macropores with a pore diameter of more than 50 μm; preferably, the average pore diameter is from 75 µm to 900 µm; preferably from 75 µm to 750 µm; more preferably 100 µm to 300 µm; more preferably 100 µm to 200 µm. The present invention uses techniques well known to those skilled in the art to measure pore diameter, such as Brunauer-Emmett-Teller (BET), microtomography, scanning electron microscopy (SEM);
- Термин «пульпа» относится к соединительной ткани, образующей внутреннюю структуру зуба, включая клетки, внеклеточный матрикс, нервы и кровеносные сосуды;- The term "pulp" refers to the connective tissue that forms the internal structure of the tooth, including cells, extracellular matrix, nerves and blood vessels;
- Термин «белок» относится к функциональному объекту, образованному из одного или нескольких пептидов или полипептидов;- The term "protein" refers to a functional entity formed from one or more peptides or polypeptides;
- Термин «восстановительный» относится к любому остеокондуктивному материалу, предназначенному для имплантации в организм человека, цель которого реконструировать ткань посредством укрепления структуры ткани или заполнения пространства, в котором утрачено вещество;- The term "reconstructive" refers to any osteoconductive material intended for implantation in the human body, the purpose of which is to reconstruct tissue by strengthening the structure of the tissue or filling the space in which the substance is lost;
- Термин «регенеративный материал» относится к материалу, способному вызывать in vivo образование новой самоподдерживающейся ткани;- The term "regenerative material" refers to a material capable of causing in vivo the formation of a new self-sustaining tissue;
- Термин «слой» относится к любому крупному, широкому количеству плоского элемента в материале;- The term "layer" refers to any large, wide amount of planar element in the material;
- Термин «суспензия» относится к любой жидкости, в которой диспергированы твердые частицы;- The term "suspension" refers to any liquid in which solid particles are dispersed;
- Термин «лечение» относится к терапевтическому лечению, цель которого излечить или замедлить (уменьшить) целевое состояние или нарушение. Субъект или млекопитающее успешно «пролечен» по поводу целевого состояния или нарушения, если после получения регенеративного материала соединительных тканей (таких как кость, дентин или пульпа) по настоящему изобретению у пациента отмечено наблюдаемое и/или измеримое уменьшение одного или нескольких симптомов конкретного заболевания или состояния; и улучшение показателей качества жизни. Вышеперечисленные параметры для оценки успешного лечения и улучшения заболевания или состояния могут быть легко измерены с помощью известных врачу стандартных процедур;- The term "treatment" refers to therapeutic treatment, the purpose of which is to cure or slow down (reduce) the target condition or disorder. A subject or mammal is successfully “treated” for a target condition or disorder if, after receiving the regenerative connective tissue material (such as bone, dentin, or pulp) of the present invention, the patient has an observable and/or measurable reduction in one or more symptoms of a particular disease or condition ; and improved quality of life indicators. The above parameters for assessing successful treatment and improvement of a disease or condition can be easily measured using standard procedures known to the physician;
- Термин «трикальция силикат» относится к химическому соединению по формуле Ca3SiO9.- The term "tricalcium silicate" refers to a chemical compound with the formula Ca 3 SiO 9 .
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Регенеративный материалRegenerative material
Как отмечено выше, настоящее изобретение относится к регенеративному материалу. В одном варианте осуществления изобретения регенеративный материал по изобретению обеспечивает минерализованную ткань. В одном варианте осуществления изобретения материал представляет собой регенеративный материал соединительной ткани. В одном варианте осуществления изобретения материалом является регенеративный материал кости, дентина или пульпы.As noted above, the present invention relates to a regenerative material. In one embodiment of the invention, the regenerative material of the invention provides mineralized tissue. In one embodiment of the invention, the material is a regenerative connective tissue material. In one embodiment of the invention, the material is regenerative bone, dentin, or pulp material.
Согласно одному варианту осуществления изобретения настоящее изобретение относится к регенеративному материалу соединительной ткани (такой как кость, дентин или пульпа), состоящему из или содержащему:According to one embodiment of the invention, the present invention relates to a regenerative connective tissue material (such as bone, dentin, or pulp) consisting of or containing:
- пористый полимерный матрикс с сообщающимися порами; и- porous polymer matrix with communicating pores; and
- негидратированные частицы кальция силиката; причем:- non-hydrated particles of calcium silicate; and:
указанный полимерный матрикс безводный;said polymer matrix anhydrous;
указанные негидратированные частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 0,05 мкм до менее среднего диаметра пор матрикса, предпочтительно от 0,05 мкм до 50 мкм; иsaid non-hydrated calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 0.05 µm to less than the average pore diameter of the matrix, preferably from 0.05 µm to 50 µm; and
указанные негидратированные частицы кальция силиката образуют покрытие на внутренней поверхности матрикса, образованной порами.said non-hydrated calcium silicate particles form a coating on the inner surface of the matrix formed by the pores.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани (такой как кость, дентин или пульпа) состоит из или содержит:According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material (such as bone, dentin, or pulp) consists of or contains:
- пористый хитозан-альгинатный матрикс с сообщающимися порами; и- porous chitosan-alginate matrix with communicating pores; and
- негидратированные частицы трикальция силиката; причем:- non-hydrated particles of tricalcium silicate; and:
указанный хитозан-альгиинатный матрикс безводный;said chitosan-algiinate matrix anhydrous;
указанные частицы характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 0,05 мкм до менее среднего диаметра пор матрикса, предпочтительно от 0,05 мкм до 50 мкм; иthese particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 0.05 µm to less than the average pore diameter of the matrix, preferably from 0.05 µm to 50 µm; and
указанные негидратированные частицы кальция силиката образуют покрытие на внутренней поверхности матрикса, образованной порами.said non-hydrated calcium silicate particles form a coating on the inner surface of the matrix formed by the pores.
Согласно одному варианту осуществления изобретения настоящее изобретение относится к регенеративному материалу соединительной ткани, предпочтительно регенеративному материалу кости, дентина или пульпы, содержащему:According to one embodiment of the invention, the present invention relates to a regenerative connective tissue material, preferably a regenerative bone, dentine or pulp material, comprising:
- пористый полимерный матрикс с сообщающимися порами; и- porous polymer matrix with communicating pores; and
- частицы кальция силиката; причем:- particles of calcium silicate; and:
указанный полимерный матрикс безводный и выбран из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров, где указанный полимер осаждается в водном растворе при рН выше 6,5, предпочтительно выше 7;said polymer matrix is anhydrous and selected from biodegradable and/or biocompatible polymers, wherein said polymer precipitates in aqueous solution at a pH above 6.5, preferably above 7;
указанные частицы кальция силиката негидратированные;said calcium silicate particles are non-hydrated;
указанные негидратированные частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 0,05 мкм до менее среднего диаметра пор матрикса;these non-hydrated calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 0.05 μm to less than the average pore diameter of the matrix;
указанные негидратированные частицы кальция силиката образуют покрытие на внутренних стенках пор матрикса; иsaid non-hydrated calcium silicate particles form a coating on the inner walls of the matrix pores; and
при условии, что частицы кальция силиката не являются монокальция силикатом (CaSiO3).provided that the calcium silicate particles are not monocalcium silicate (CaSiO 3 ).
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не является коллагеновый матриксом, содержащим гидроксиапатит. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит гидроксиапатит. Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не является желатин-хитозановым матриксом, содержащим кальция нитрат. Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не содержит соединения кремния. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс представляет собой трехмерный материал. Согласно первому варианту осуществления изобретения, матрикс не является жидкостью. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не является цементирующим веществом. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не является гелем. В настоящем изобретении термин «гель» относится к любой трехмерной сети твердого вещества, диспергированного в жидкости. В одном варианте осуществления изобретения матрикс не является гидрогелем (т.е. гелем, содержащим молекулы воды). Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не является сшитым полимером. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит сшитый полимер. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не является стентом. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит диоксида кремния или его производных. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит биокерамических соединений. Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не содержит металл. Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не является многослойным материалом. В одном варианте осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани не содержит фактора роста клеток.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material is not a collagen matrix containing hydroxyapatite. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain hydroxyapatite. According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material is not a gelatin-chitosan matrix containing calcium nitrate. According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material does not contain a silicon compound. According to one embodiment of the invention, the matrix is a three-dimensional material. According to the first embodiment of the invention, the matrix is not a liquid. According to one embodiment of the invention, the matrix is not a cementing agent. According to one embodiment of the invention, the matrix is not a gel. In the present invention, the term "gel" refers to any three-dimensional network of solids dispersed in a liquid. In one embodiment of the invention, the matrix is not a hydrogel (ie, a gel containing water molecules). According to one embodiment of the invention, the matrix is not a crosslinked polymer. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain a crosslinked polymer. According to one embodiment of the invention, the matrix is not a stent. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain silicon dioxide or its derivatives. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain bioceramic compounds. According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material does not contain metal. According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material is not a multilayer material. In one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material does not contain a cell growth factor.
Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один полимер, выбранный из биоразлагаемого и/или биосовместимого полимера. В одном варианте осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один полимер, который может подвергаться гидролитическому или ферментативному расщеплению; предпочтительно указанный полимер выбирают из полиэфиров, полисахаридов, полипептидов и белков; более предпочтительно, из группы, включающей хитозан, хитин, альгинат, коллаген, гиалуроновую кислоту, поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), поли(капролактон), желатин или любой из образованных этими соединениями сополимеров. В одном варианте осуществления изобретения полимерный матрикс представлен хитозаном или смесью хитозана и алгината. В одном варианте осуществления изобретения полимерный материке представлен хитозаном или сополимером хитозана и альгината. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимерным матриксом является коммерческий полимерный матрикс, предпочтительно, коммерческая гемостатическая губка, более предпочтительно выбранная из губок Hemocollagene®, HemCom® и Gel Spon®. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один полимер, выбранный из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров, которые осаждаются в водном растворе при рН выше 6,5, предпочтительно выше 7. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один полимер, выбранный из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров, который осаждается в водном расторе, содержащем от 0,5 до 3% по массе кислоты, такой как уксусная кислота, при рН выше 6,5, предпочтительно выше 7.According to one embodiment of the invention, the matrix contains at least one polymer selected from a biodegradable and/or biocompatible polymer. In one embodiment, the matrix contains at least one polymer that can be hydrolytically or enzymatically cleaved; preferably said polymer is selected from polyesters, polysaccharides, polypeptides and proteins; more preferably from the group consisting of chitosan, chitin, alginate, collagen, hyaluronic acid, poly(lactic acid), poly(glycolic acid), poly(caprolactone), gelatin, or any of the copolymers formed by these compounds. In one embodiment of the invention, the polymer matrix is chitosan or a mixture of chitosan and alginate. In one embodiment of the invention, the polymeric materia is chitosan or a copolymer of chitosan and alginate. According to one embodiment of the invention, the polymer matrix is a commercial polymer matrix, preferably a commercial hemostatic sponge, more preferably selected from Hemocollagene®, HemCom® and Gel Spon® sponges. According to one embodiment of the invention, the matrix contains at least one polymer selected from biodegradable and/or biocompatible polymers that precipitate in aqueous solution at a pH above 6.5, preferably above 7. According to one embodiment of the invention, the matrix contains at least one polymer , selected from biodegradable and/or biocompatible polymers, which precipitates in an aqueous solution containing 0.5 to 3% by weight of an acid such as acetic acid at a pH above 6.5, preferably above 7.
Согласно одному варианту осуществления изобретения при имплантации материала по изобретению частицы кальция силиката, такого как C3S и/или C2S, гидратируются и матрикс по изобретению стабилизирует рН среды во время реакции гидратации.According to one embodiment of the invention, upon implantation of the material of the invention, the calcium silicate particles such as C3S and/or C2S are hydrated and the matrix of the invention stabilizes the pH of the medium during the hydration reaction.
В одном варианте осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один биополимер, т.е. полимер полученный из биомассы; предпочтительно, биополимер является полисахаридом; более предпочтительно полисахарид выбирают из фруктанов, таких как инулин, граминан, леван и нео-инулин; глюканов, таких как декстран, флоридный крахмал, гликоген, пуллулан, крахмал, целлюлоза, кризоламинарин, курдлан, ламинарии, лентинан, лихенин, бета-глюкан овса, плеуран и зимозан; галактанов, таких как агар и галактоолигосахариды; и хитина.In one embodiment of the invention, the matrix contains at least one biopolymer, i. polymer derived from biomass; preferably, the biopolymer is a polysaccharide; more preferably, the polysaccharide is selected from fructans such as inulin, graminan, levan and neo-inulin; glucans such as dextran, florid starch, glycogen, pullulan, starch, cellulose, crisolaminarin, curdlan, kelp, lentinan, lichenin, oat beta-glucan, pleuran and zymosan; galactans such as agar and galactooligosaccharides; and chitin.
В одном варианте осуществления изобретения биополимером является гликозаминогликан, который предпочтительно выбирают из группы, включающей гепарин, гепарина сульфат, хондроитин, дерматана сульфат, кератана сульфат и гиалуроновую кислоту или сополимеры этих веществ.In one embodiment of the invention, the biopolymer is a glycosaminoglycan, which is preferably selected from the group consisting of heparin, heparin sulfate, chondroitin, dermatan sulfate, keratan sulfate and hyaluronic acid or copolymers of these substances.
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимером является поливиниловый спирт (ПВС). В одном варианте осуществления изобретения полимер представляет собой гомополимер или сополимер с виниловым спиртом (ПВС).According to one embodiment of the invention, the polymer is polyvinyl alcohol (PVA). In one embodiment of the invention, the polymer is a homopolymer or copolymer with vinyl alcohol (PVA).
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не является полимером на основе крахмала. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не является полимером на основе кукурузного крахмала. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не является смесью, содержащей полимер на основе крахмала. Согласно одному варианту осуществления изобретения не выбирают из смеси полимера на основе крахмала с этиленвиниловым спиртом, ацетатом целлюлозы и/или поликарболактоном. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не выбирают из смеси кукурузного крахмала с этиленвиниловым спиртом, ацетатом целлюлозы и/или поликарболактоном. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не является сополимером, таким как сополимер поли(молочной-гликолевой кислоты). Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не выбирают из полимолочной кислоты, полигликолевой кислоты, поликапролактона, сложных полигидроксиэфиров жирных кислот и их сополимеров.According to one embodiment of the invention, the polymer is not a starch-based polymer. According to one embodiment of the invention, the polymer is not a corn starch based polymer. According to one embodiment of the invention, the polymer is not a mixture containing a starch-based polymer. According to one embodiment of the invention is not selected from a mixture of starch-based polymer with ethylene vinyl alcohol, cellulose acetate and/or polycarbolactone. According to one embodiment of the invention, the polymer is not selected from a mixture of corn starch with ethylene vinyl alcohol, cellulose acetate and/or polycarbolactone. According to one embodiment of the invention, the polymer is not a copolymer, such as a poly(lactic-glycolic acid) copolymer. According to one embodiment of the invention, the polymer is not selected from polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, polyhydroxy fatty acid esters, and copolymers thereof.
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер не выбирают из полимеров на основе крахмала, таких как полимер на основе кукурузного крахмала, сополимер поли(молочной-гликолевой кислоты), полимолочной кислоты, полигликолевой кислоты, поликапролактона, полигидроксиэфиров жирных кислот и их сополимеров, или любой смеси, содержащей полимеры на основе крахмала и этиленвиниловый спирт, ацетат целлюлозы и/или поликапролактон.According to one embodiment of the invention, the polymer is not selected from starch-based polymers such as cornstarch-based polymer, poly(lactic-glycolic acid) copolymer, polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone, polyhydroxy fatty acid esters and their copolymers, or any mixture, containing polymers based on starch and ethylene vinyl alcohol, cellulose acetate and/or polycaprolactone.
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер имеет форму порошка или волокон. Согласно одному варианту осуществления изобретения волокна, предпочтительно полимерные волокна, более предпочтительно, альгинатные волокна, придают прочность матриксу. Согласно одному варианту осуществления изобретения количество волокон в матриксе позволяет модулировать механические свойства материала по изобретению.According to one embodiment of the invention, the polymer is in the form of a powder or fibers. According to one embodiment of the invention, fibers, preferably polymeric fibers, more preferably alginate fibers, provide strength to the matrix. According to one embodiment of the invention, the number of fibers in the matrix makes it possible to modulate the mechanical properties of the material according to the invention.
Согласно одному варианту осуществления изобретения в качестве волокон используют арамидные волокна, предпочтительно, арамидные волокна 
Согласно одному варианту осуществления изобретения волокна представляют собой волокна поли(винилового спирта) (ПВС), предпочтительно ПВС-волокна
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер является гомополимером или сополимером. В одном варианте осуществления изобретения полимер выбирают из линейного, разветвленного или сшитого полимера; предпочтителен линейный полимер. В одном варианте осуществления изобретения полимер выбирают из сополимера с регулярной структурой, блок-сополимера, статистического сополимера или привитого сополимера. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер выбирают из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров, которые осаждаются в водном растворе при рН выше 6,5, предпочтительно выше 7. Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер выбирают из биоразлагаемых и/или биосовместимых полимеров, которые осаждаются в водных растворах, содержащих от 0,5 до 3% по массе кислоты, такой как уксусная кислота, при рН выше 6,5, предпочтительно выше 7.According to one embodiment of the invention, the polymer is a homopolymer or copolymer. In one embodiment of the invention, the polymer is selected from a linear, branched or cross-linked polymer; a linear polymer is preferred. In one embodiment of the invention, the polymer is selected from a regular copolymer, a block copolymer, a random copolymer, or a graft copolymer. According to one embodiment of the invention, the polymer is selected from biodegradable and/or biocompatible polymers that precipitate in aqueous solution at a pH above 6.5, preferably above 7. According to one embodiment of the invention, the polymer is selected from biodegradable and/or biocompatible polymers that precipitate in aqueous solutions containing 0.5 to 3% by weight of an acid such as acetic acid at a pH above 6.5, preferably above 7.
Согласно одному варианту осуществления изобретения средневесовая молярная масса полимера составляет от 5000 до 1000000 г/моль; предпочтительно от 7000 до 800000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 700000 г/моль, более предпочтительно от 20000 до 600000 г/моль, более предпочтительно от 30000 до 500000 г/моль, более предпочтительно от 100000 до 500, 000 г/моль, более предпочтительно от 150000 до 300000 г/моль.According to one embodiment of the invention, the weight average molar mass of the polymer is from 5,000 to 1,000,000 g/mol; preferably 7,000 to 800,000 g/mol, preferably 10,000 to 700,000 g/mol, more preferably 20,000 to 600,000 g/mol, more preferably 30,000 to 500,000 g/mol, more preferably 100,000 to 500,000 g/mol, more preferably 150,000 to 300,000 g/mol.
Согласно одному варианту осуществления изобретения хитозан имеет степень деацетилирования от 50% до 100%; предпочтительно от 50% до 95%, предпочтительно от 60% до 90%, предпочтительно от 70% до 85%,. более предпочтительно от 75% до 85%. В одном варианте осуществления изобретения хитозан имеет степень деацетилирования выше 95%. В одном варианте осуществления изобретения хитозан имеет степень деацетилирования от 95% до 100%, предпочтительно 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или 100%.According to one embodiment of the invention, the chitosan has a degree of deacetylation from 50% to 100%; preferably 50% to 95%, preferably 60% to 90%, preferably 70% to 85%. more preferably from 75% to 85%. In one embodiment of the invention, the chitosan has a degree of deacetylation greater than 95%. In one embodiment of the invention, the chitosan has a degree of deacetylation from 95% to 100%, preferably 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or 100%.
Согласно одному варианту осуществления изобретения полимер является синтетическим, полусинтетическим или имеющим биологическое происхождение (биополимер) полимером; предпочтительно, имеющим биологическое происхождение. В одном варианте осуществления изобретения биополимер может иметь животное или растительное или животное происхождение. В одном варианте осуществления изобретения полимер является хитином, имеющим биологическое происхождение из грибов, из краба и/или креветки. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения биополимером является хитин, полученный из грибов.According to one embodiment of the invention, the polymer is a synthetic, semi-synthetic or bio-originated (biopolymer) polymer; preferably of biological origin. In one embodiment of the invention, the biopolymer may be of animal or plant or animal origin. In one embodiment of the invention, the polymer is a fungal, crab and/or shrimp biologically derived chitin. In one preferred embodiment of the invention, the biopolymer is chitin derived from fungi.
Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс представляет собой ригидную структуру.According to one embodiment of the invention, the matrix is a rigid structure.
В одном варианте осуществления изобретения в матриксе имеются сообщающиеся поры; предпочтительно, сообщающиеся макропоры.In one embodiment of the invention, the matrix has communicating pores; preferably communicating macropores.
В одном варианте осуществления изобретения средний диаметр пор матрикса превышает 50 мкм; предпочтительно составляет от 75 мкм до 900 мкм; предпочтительно составляет от 75 мкм до 750 мкм; более предпочтительно - от 100 мкм до 400 мкм; более предпочтительно - от 100 мкм до 300 мкм; и частицы кальция силиката характеризуются распределением по размеру, при котором d50 составляет от 0.1 мкм до 50 мкм; предпочтительно, от 5 мкм до 40 мкм; предпочтительно, от 10 мкм до 25 мкм; более предпочтительно, приблизительно 10 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката характеризуются распределением по размеру, при котором d50 составляет от 1 мкм до 30 мкм.In one embodiment of the invention, the average pore diameter of the matrix is greater than 50 microns; preferably between 75 µm and 900 µm; preferably between 75 µm and 750 µm; more preferably 100 µm to 400 µm; more preferably from 100 µm to 300 µm; and calcium silicate particles are characterized by a size distribution in which d 50 is from 0.1 μm to 50 μm; preferably 5 µm to 40 µm; preferably 10 µm to 25 µm; more preferably, about 10 µm. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are characterized by a size distribution in which d 50 is from 1 μm to 30 μm.
Согласно одному варианту осуществления изобретения поры матрикса имеют средний диаметр более 50 мкм; предпочтительно - от 75 мкм до 900 мкм; предпочтительно от 75 мкм до 750 мкм; более предпочтительно - от 100 мкм до 400 мкм; более предпочтительно - от 100 мкм до 300 мкм; и частицы кальция силиката характеризуются распределением по размеру, при котором d50 составляет от 0,5 мкм до 25 мкм; предпочтительно - от 1 мкм до 10 мкм; более предпочтительно - от 1 мкм до 5.5 мкм; более предпочтительно - от 2 to 4 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката характеризуются распределением по размеру, при котором d50 составляет от 3 мкм до 4 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката представляют собой микронизированные частицы.According to one embodiment of the invention, the pores of the matrix have an average diameter greater than 50 microns; preferably from 75 µm to 900 µm; preferably from 75 µm to 750 µm; more preferably 100 µm to 400 µm; more preferably from 100 µm to 300 µm; and the calcium silicate particles are characterized by a size distribution in which d 50 is from 0.5 μm to 25 μm; preferably from 1 µm to 10 µm; more preferably from 1 µm to 5.5 µm; more preferably from 2 to 4 microns. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are characterized by a size distribution in which d 50 is from 3 μm to 4 μm. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are micronized particles.
Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс является высокоупорядоченным; предпочтительно матрикс структурирован и представлен слоями. В одном варианте осуществления изобретения матрикс представлен параллельными слоями. В одном варианте осуществления изобретения расстояние между слоями составляет от 10 to 300 мкм; предпочтительно от 50 до 150 мкм. В одном варианте осуществления изобретения толщина слоя составляет от более чем 0 до 300 мкм; предпочтительно от 0.1 мкм до 150 мкм, предпочтительно от 0.1 мкм до 50 мкм, предпочтительно от 0.1 мкм до 5 мкм; более предпочтительно, толщина составляет приблизительно 1 мкм. В одном варианте осуществления изобретения на расстояние между слоями влияет выбор полимера, образующего полимерный матрикс.According to one embodiment of the invention, the matrix is highly ordered; preferably the matrix is structured and presented in layers. In one embodiment of the invention, the matrix is presented in parallel layers. In one embodiment of the invention, the distance between the layers is from 10 to 300 microns; preferably 50 to 150 µm. In one embodiment of the invention, the layer thickness is from more than 0 to 300 microns; preferably 0.1 µm to 150 µm, preferably 0.1 µm to 50 µm, preferably 0.1 µm to 5 µm; more preferably, the thickness is about 1 µm. In one embodiment of the invention, the spacing between layers is influenced by the choice of polymer forming the polymer matrix.
Согласно одному варианту осуществления изобретения модуль объемного сжатия матрикса и/или регенеративного материала по изобретению составляет от более чем 0 до 1000 кПа, предпочтительно от 0.1 кПа до 900 кПа, более предпочтительно - от 200 кПа до 700 кПа. Согласно одному варианту осуществления изобретения модуль объемного сжатия матрикса и/или регенеративного материала по изобретению составляет от 1 до 1000 кПа, предпочтительно от 100 до 1000 кПа, от 200 до 1000 кПа, от 300 до 1000 кПа, от 400 до 1000 кПа, от 500 до 1000 кПа, от 600 до 1000 кПа, от 700 до 1000 кПа, от 800 до 1000 кПа. В одном варианте осуществления изобретения модуль объемного сжатия составляет приблизительно 240 кПа, 410 кПа, 520 кПа или 600 кПа. Согласно одному варианту осуществления изобретения для испытания на сопротивление сжатию используют реометр Anton Paar MCR102 с мобилем С-РР25.According to one embodiment of the invention, the bulk modulus of the matrix and/or regenerative material according to the invention is from more than 0 to 1000 kPa, preferably from 0.1 kPa to 900 kPa, more preferably from 200 kPa to 700 kPa. According to one embodiment of the invention, the bulk modulus of the matrix and/or regenerative material according to the invention is from 1 to 1000 kPa, preferably from 100 to 1000 kPa, from 200 to 1000 kPa, from 300 to 1000 kPa, from 400 to 1000 kPa, from 500 up to 1000 kPa, from 600 to 1000 kPa, from 700 to 1000 kPa, from 800 to 1000 kPa. In one embodiment of the invention, the bulk modulus is approximately 240 kPa, 410 kPa, 520 kPa, or 600 kPa. According to one embodiment of the invention, an Anton Paar MCR102 rheometer with a C-PP25 mobile is used for the compression test.
Согласно одному варианту осуществления изобретения прочность при сжатии матрикса и/или регенеративного материала по изобретению составляет от более 0 до 100 МПа, предпочтительно от 0.1 МПа до 50 МПа, более предпочтительно - от 0,5 до 5 МПа. Согласно одному варианту осуществления изобретения прочность при сжатии матрикса и/или регенеративного материала по изобретению составляет от 0,5 до 2 МПа; от 0.6 до 2 МПа, от 0.7 до 2 МПа; от 0.8 до 2 МПа; от 0.9 до 2 МПа; от 1.0 до 2 МПа; от 1.1 до 2 МПа; от 1.2 до 2 МПа; от 1.3 до 2 МПа; от 1.4 до 2 МПа; от 1.5 до 2 МПа; от 1.6 до 2 МПа; от 1.7 до 2 МПа; от 1.8 до 2 МПа. Согласно одному варианту осуществления изобретения прочность при сжатии до загрузки C3S составляет 0,5; 0,8 или 0,9 МПа. Согласно одному варианту осуществления изобретения прочность при сжатии после загрузки C3S составляет 1,3 или 1,5 МПа.According to one embodiment of the invention, the compressive strength of the matrix and/or regenerative material according to the invention is from more than 0 to 100 MPa, preferably from 0.1 MPa to 50 MPa, more preferably from 0.5 to 5 MPa. According to one embodiment of the invention, the compressive strength of the matrix and/or regenerative material according to the invention is from 0.5 to 2 MPa; from 0.6 to 2 MPa, from 0.7 to 2 MPa; from 0.8 to 2 MPa; from 0.9 to 2 MPa; from 1.0 to 2 MPa; from 1.1 to 2 MPa; from 1.2 to 2 MPa; from 1.3 to 2 MPa; from 1.4 to 2 MPa; from 1.5 to 2 MPa; from 1.6 to 2 MPa; from 1.7 to 2 MPa; from 1.8 to 2 MPa. According to one embodiment of the invention, the compressive strength before loading C3S is 0.5; 0.8 or 0.9 MPa. According to one embodiment of the invention, the compressive strength after C3S loading is 1.3 or 1.5 MPa.
Согласно одному варианту осуществления изобретения негидратированные частицы кальция силиката выбирают из частиц дикальция силиката, частиц трикальция силиката (C3S) или любых смесей этих веществ; предпочтительно, частицы кальция силиката представляют собой трикальция силикат. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не содержат фосфат. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не содержат кальция фосфат. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не содержат биокерамических соединений. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не содержат металл. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не содержат гидроксиапатит. Согласно одному варианту осуществления изобретения негидратированные частицы кальция силиката не являются монокальция силикатом (CaSiO3 или волластонитом).According to one embodiment of the invention, the non-hydrated calcium silicate particles are selected from dicalcium silicate particles, tricalcium silicate (C3S) particles, or any mixtures of these; preferably, the calcium silicate particles are tricalcium silicate. In one embodiment, the calcium silicate particles do not contain phosphate. In one embodiment, the calcium silicate particles do not contain calcium phosphate. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles do not contain bioceramic compounds. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles do not contain metal. In one embodiment, the calcium silicate particles do not contain hydroxyapatite. According to one embodiment of the invention, the non-hydrated calcium silicate particles are not monocalcium silicate (CaSiO 3 or wollastonite).
Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит натрия силиката. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит кальция хлорида (CaCl2). Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит лекарственных веществ и/или факторов роста. Согласно одному варианту осуществления изобретения матрикс не содержит изониазид, рифампицин, гентамицин, костный морфогенетический белок 1 (ВМР-1), костный морфогенетический белок 2 (ВМР-2), костный морфогенетический белок 7 (ВМР-7), костный морфогенетический белок 14 (BMP-14), трансформирующий фактор роста альфа (TGF-α) и трансформирующий фактор роста бета (TGF-β).According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain sodium silicate. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain calcium chloride (CaCl 2 ). According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain drugs and/or growth factors. According to one embodiment of the invention, the matrix does not contain isoniazid, rifampicin, gentamicin, bone morphogenetic protein 1 (BMP-1), bone morphogenetic protein 2 (BMP-2), bone morphogenetic protein 7 (BMP-7), bone morphogenetic protein 14 (BMP -14), transforming growth factor alpha (TGF-α) and transforming growth factor beta (TGF-β).
В одном варианте осуществления изобретения порошкообразная смесь содержит негидратированные частицы кальция силиката по изобретению. Например, порошковая смесь представляет собой частицы Минерального триоксидного агрегата (МТА) или портлендский цемент, такой как материал для восстановления канала Pro Root МТА® (производитель компания Dentsply).In one embodiment, the powder mixture contains non-hydrated calcium silicate particles of the invention. For example, the powder mixture is Mineral Trioxide Aggregate (MTA) particles or Portland cement, such as Pro Root MTA® canal repair material (manufactured by Dentsply).
В одном варианте осуществления изобретения частицы МТА содержат трикальция силикат, дикальция силикат и необязательно висмута оксид. В одном варианте осуществления изобретения частицы МТА содержат приблизительно 22% висмута оксида по массе от общей массы частиц МТА.In one embodiment, the MTA particles contain tricalcium silicate, dicalcium silicate, and optionally bismuth oxide. In one embodiment, the MTA particles contain approximately 22% bismuth oxide by weight based on the total weight of the MTA particles.
Согласно одному варианту осуществления изобретения частицы кальция силиката не имеют структуры ядро-оболочка. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката не имеют пор.According to one embodiment of the invention, the calcium silicate particles do not have a core-shell structure. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles do not have pores.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани содержит от более чем 0% до менее 100%; предпочтительно от 1% до 99%, предпочтительно от 5% до 95%, предпочтительно от 5% до 90%, предпочтительно от 10% до 90%, предпочтительно от 20% до 80%, предпочтительно от 30% до 80%, предпочтительно от 40% до 80%, предпочтительно от 50% до 80%, более предпочтительно от 60% до 70% по массе частиц кальция силиката от общей массы указанного регенеративного материала соединительной ткани.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material contains from more than 0% to less than 100%; preferably 1% to 99%, preferably 5% to 95%, preferably 5% to 90%, preferably 10% to 90%, preferably 20% to 80%, preferably 30% to 80%, preferably 40% to 80%, preferably 50% to 80%, more preferably 60% to 70% by weight of the calcium silicate particles, based on the total weight of said regenerative connective tissue material.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани содержит от более чем 0% до 300%, предпочтительно от 10% до 280%, более предпочтительно - от 20% до 250% по массе частиц кальция силиката от общей массы полимерного матрикса.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material contains from more than 0% to 300%, preferably from 10% to 280%, more preferably from 20% to 250% by weight of calcium silicate particles, based on the total weight of the polymer matrix.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани по изобретению имеет структуру параллельных слоев, покрытых частицами кальция силиката. В одном варианте осуществления изобретения покрытие слоя матрикса частицами кальция силиката имеет равномерное распределение. В одном варианте осуществления изобретения покрытие частицами кальция силиката представляет собой монослой.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material of the invention has a parallel layer structure coated with calcium silicate particles. In one embodiment of the invention, the coating of the matrix layer with calcium silicate particles has a uniform distribution. In one embodiment of the invention, the coating of calcium silicate particles is a monolayer.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит по меньшей мере одну добавку; которую предпочтительно выбирают из рентгеноконтрастных веществ, минеральных добавок и пигментов; более предпочтительно - из рентгеноконтрастных веществ и пигментов.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material further comprises at least one additive; which is preferably selected from radiopaque agents, mineral additives and pigments; more preferably from radiopaque agents and pigments.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит волокна.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material further comprises fibers.
В одном варианте осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит по меньшей мере одно рентгеноконтрастное вещество, которое предпочтительно выбирают из висмута оксида, стронция карбоната, стронция фосфата, бария сульфата, тантала оксида, церия оксида, олова оксида, циркония оксида; более предпочтительно, из циркония оксида в комбинации с иттрием и рентгеноконтрастными стеклами, содержащими тантал, барий и стронций и образованные ими смеси; предпочтительно рентгеноконтрастным веществом является производное висмута, такое как, например, висмута оксиды или висмута карбонаты или их смесь, или производное циркония, в особенности циркония оксид отдельно или в комбинации с иттрием; или смесь производных висмута и производных иттрия; предпочтительно рентгеноконтрастное вещество выбирают из циркония оксида и/или висмута оксида. Рентгеноконтрастные вещества повышают рентгеноконтрастность материала по изобретению, и таким образом, позволяют выполнить рентгенографическую проверку выполненного восстановления и/или регенерации спустя время.In one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material further comprises at least one radiopaque agent, which is preferably selected from bismuth oxide, strontium carbonate, strontium phosphate, barium sulfate, tantalum oxide, cerium oxide, tin oxide, zirconium oxide; more preferably from zirconium oxide in combination with yttrium and radiopaque glasses containing tantalum, barium and strontium and their mixtures; preferably the radiopaque agent is a bismuth derivative, such as, for example, bismuth oxides or bismuth carbonates or mixtures thereof, or a zirconium derivative, in particular zirconium oxide alone or in combination with yttrium; or a mixture of bismuth derivatives and yttrium derivatives; preferably the radiopaque agent is selected from zirconium oxide and/or bismuth oxide. The radiopaque agents enhance the radiopacity of the material of the invention and thus allow radiographic verification of the performed repair and/or regeneration after time.
В одном варианте осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит по меньшей мере один пигмент; предпочтительно оксид железа. В одном варианте осуществления изобретения указанный оксид железа выбирают из желтого, красного и коричневого оксида железа.In one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material further comprises at least one pigment; preferably iron oxide. In one embodiment of the invention, said iron oxide is selected from yellow, red, and brown iron oxide.
В одном варианте осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани дополнительно содержит по меньшей мере одну минеральную добавку.In one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material further comprises at least one mineral supplement.
Частицы кальция силиката внутри биополимерного матрикса усиливают механические свойства материала для реставрации и способствуют дифференцировки клеток в остеобласты (т.е. клетки, из которых образуется кость) без необходимости добавления каких-либо факторов роста клеток.The calcium silicate particles within the biopolymer matrix enhance the mechanical properties of the restorative material and promote cell differentiation into osteoblasts (i.e. cells that form bone) without the need to add any cell growth factors.
В частности, в настоящем изобретении необходимо, чтобы регенеративный материал соединительной ткани был безводным до использования.In particular, the present invention requires that the connective tissue regenerative material be anhydrous prior to use.
В действительности, в процессе получения регенеративного материала с матриксом, представленным биоразлагаемым полимером, требуется солюбилизировать полимер в водном растворе при рН ниже 6,5, чтобы не допустить осаждения указанного полимера.In fact, in the process of obtaining a regenerative material with a matrix represented by a biodegradable polymer, it is required to solubilize the polymer in an aqueous solution at a pH below 6.5 in order to prevent precipitation of the specified polymer.
Однако трикальция силикат (C3S) взаимодействует с водой для получения кальция силиката гидрата (КСГ; CSH):However, tricalcium silicate (C3S) reacts with water to produce calcium silicate hydrate (CSH; CSH):
CSH - продукт с общей формулой mCaO.nSiO2.pH2O, отличающийся тем, что пит независимо равны от 1 до 3, и р равен от 3 до 6. В настоящем изобретении CSH - активное соединение, которое улучшает механические свойства регенеративного материала. В настоящем изобретении CSH и Са(ОН)2 дополнительно обеспечивают свойства минерализации материала при помещении в биологическую среду.CSH is a product with the general formula mCaO.nSiO 2 .pH 2 O, characterized in that pit is independently 1 to 3 and p is 3 to 6. In the present invention, CSH is an active compound that improves the mechanical properties of a regenerative material. In the present invention, CSH and Ca(OH) 2 further provide mineralization properties of the material when placed in a biological environment.
Во время гидратации C3S рН среды все в большей степени смещается в основную область.During C3S hydration, the pH of the medium shifts increasingly towards the main region.
Вследствие этого необходимо обеспечить способ, позволяющий загружать частицы кальция силиката в хитозановый матрикс и при этом не допускающий его осаждения во время этого процесса.As a result, it is necessary to provide a method that allows the calcium silicate particles to be loaded into the chitosan matrix while not allowing it to precipitate during this process.
Преимущества способа согласно изобретению компенсируют этот недостаток. Преимущество заключается в том, что при помещении в физическую среду гидратация регенеративного материала соединительной ткани по изобретению позволяет:The advantages of the method according to the invention compensate for this disadvantage. The advantage is that, when placed in a physical environment, hydration of the regenerative connective tissue material of the invention allows:
- модулировать кинетику резорбции материала;- modulate the kinetics of material resorption;
- поддерживать его остеоиндуктивные свойства; и- maintain its osteoinductive properties; and
- улучшать его механические свойства посредством придания твердости имплантированному материалу.- improve its mechanical properties by hardening the implanted material.
Преимущество способа согласно изобретению заключается в том, что он позволяет загружать частицы C3S в пористый полимерный матрикс, не закупоривая поры матрикса.The advantage of the method according to the invention is that it allows the loading of C3S particles into a porous polymer matrix without clogging the pores of the matrix.
Способ получения регенеративного материала соединительной тканиMethod for obtaining regenerative connective tissue material
Изобретение относится также к способу получения описанного выше регенеративного материала соединительной ткани, включающего стадию приведения безводного пористого полимерного матрикса в контакт с суспензией негидратированных частиц кальция силиката в безводном полярном растворителе (называемую стадией (iv)).The invention also relates to a method for producing the regenerative connective tissue material described above, comprising the step of bringing an anhydrous porous polymer matrix into contact with a suspension of anhydrous calcium silicate particles in an anhydrous polar solvent (referred to as step (iv)).
Согласно одному варианту осуществления изобретения способ по изобретению включает лишь одну стадию для приведения безводного пористого полимерного матрикса в контакт с суспензией негидратированных частиц кальция силиката в безводном полярном растворителе.According to one embodiment of the invention, the method of the invention includes only one step for bringing an anhydrous porous polymer matrix into contact with a suspension of non-hydrated calcium silicate particles in an anhydrous polar solvent.
Согласно одному варианту осуществления изобретения способ дополнительно включает предварительную стадию приготовления безводного пористого полимерного матрикса, которая включает:According to one embodiment of the invention, the method further comprises a preliminary step of preparing an anhydrous porous polymer matrix, which includes:
(i) получение водного раствора, содержащего:(i) obtaining an aqueous solution containing:
- по меньшей мере один полимер, предпочтительно биоразлагаемый и/или биосовместимый полимер; и- at least one polymer, preferably a biodegradable and/or biocompatible polymer; and
- необязательно кислоту;- optionally an acid;
(ii) заливку раствора в форму;(ii) pouring the solution into a mold;
(iii) удаление воды из раствора в форме.(iii) removing water from the solution in the mold.
Согласно одному варианту осуществления изобретения способ согласно изобретению включает следующие стадии:According to one embodiment of the invention, the method according to the invention comprises the following steps:
- получение водного раствора альгината (2%), хитозана (2%) и уксусной кислоты (1%);- obtaining an aqueous solution of alginate (2%), chitosan (2%) and acetic acid (1%);
- замораживание и лиофилизацию в форме раствора, полученного на предыдущей стадии, для получения безводного пористого полимерного матрикса; и- freezing and lyophilization in the form of a solution obtained in the previous stage, to obtain an anhydrous porous polymer matrix; and
- приведение указанного безводного полимерного матрикса в контакт с суспензией негидратированных частиц кальция силиката, предпочтительно негидратированных частиц трикальция силиката, в безводном полярном растворителе таком как ацетонитрил.- bringing said anhydrous polymer matrix into contact with a suspension of non-hydrated calcium silicate particles, preferably non-hydrated tricalcium silicate particles, in an anhydrous polar solvent such as acetonitrile.
Согласно одному варианту осуществления изобретения способ не включает использования соединений кремния. Согласно одному варианту осуществления изобретения способ не включает использования машины для трехмерной печати.According to one embodiment of the invention, the method does not include the use of silicon compounds. According to one embodiment of the invention, the method does not include the use of a 3D printing machine.
Стадия (i)Stage (i)
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (i) выполняют при температуре от 15°С до 50°С; предпочтительно, от 20°С до 35°С; более предпочтительно, стадию (i) выполняют при температуре приблизительно 20°С.According to one embodiment of the invention stage (i) is performed at a temperature of from 15°C to 50°C; preferably from 20°C to 35°C; more preferably, step (i) is performed at a temperature of approximately 20°C.
В одном варианте осуществления изобретения стадию (i) выполняют при атмосферном давлении. В одном варианте осуществления изобретения стадию (i) выполняют при давлении, равном приблизительно 1 бар.In one embodiment of the invention, step (i) is performed at atmospheric pressure. In one embodiment of the invention, step (i) is carried out at a pressure of approximately 1 bar.
В одном варианте осуществления изобретения стадию (i) выполняют при перемешивании на магнитной мешалке. В одном варианте осуществления изобретения перемешивание на магнитной мешалке во время стадии (i) осуществляется при скорости вращения от 100 об/мин до 500 об/мин, предпочтительно от 200 об/мин до 500 об/мин, предпочтительно от 300 об/мин до 500 об/мин, или предпочтительно от 400 об/мин до 500 об/мин. В одном варианте осуществления изобретения перемешивание на магнитной мешалке во время стадии (i) осуществляется при скорости вращения от 100 об/мин до 500 об/мин, предпочтительно от 300 об/мин до 400 об/мин, от 310 об/мин до 400 об/мин, от 320 об/мин до 400 об/мин, от 310 об/мин до 400 об/мин, от 320 об/мин до 400 об/мин, от 330 об/мин до 400 об/мин, от 340 об/мин до 400 об/мин, от 350 об/мин до 400 об/мин, от 360 об/мин до 400 об/мин, от 370 об/мин до 400 об/мин, от 380 об/мин до 400 об/мин, или от 390 об/мин до 400 об/мин. В одном варианте осуществления изобретения перемешивание на магнитной мешалке во время стадии (i) осуществляется при скорости вращения от 350 об/мин.In one embodiment of the invention, step (i) is performed with stirring on a magnetic stirrer. In one embodiment of the invention, the magnetic stirring during step (i) is carried out at a rotation speed of from 100 rpm to 500 rpm, preferably from 200 rpm to 500 rpm, preferably from 300 rpm to 500 rpm, or preferably from 400 rpm to 500 rpm. In one embodiment of the invention, the magnetic stirring during step (i) is carried out at a rotation speed of from 100 rpm to 500 rpm, preferably from 300 rpm to 400 rpm, from 310 rpm to 400 rpm /min, 320 rpm to 400 rpm, 310 rpm to 400 rpm, 320 rpm to 400 rpm, 330 rpm to 400 rpm, 340 rpm /min to 400 rpm, 350 rpm to 400 rpm, 360 rpm to 400 rpm, 370 rpm to 400 rpm, 380 rpm to 400 rpm min, or from 390 rpm to 400 rpm. In one embodiment of the invention, the magnetic stirring during step (i) is carried out at a rotation speed of 350 rpm.
Согласно одному варианту осуществления изобретения водный раствор содержит по меньшей мере один полимер, выбранный из биоразлагаемого и/или биосовместимого полимера. В одном варианте осуществления изобретения матрикс содержит по меньшей мере один полимер, который может подвергаться гидролитическому или ферментативному расщеплению; предпочтительно указанный полимер выбирают из полиэфиров, полисахаридов, полипептидов и белков; более предпочтительно, из группы, включающей хитозан, хитин, альгинат, коллаген, гиалуроновую кислоту, поли(молочную кислоту), поли(гликолевую кислоту), поли(капролактон), желатин или любой из образованных этими соединениями сополимеров. В одном варианте осуществления изобретения полимерный матрикс представлен хитозаном или смесью хитозана и альгината. В настоящем изобретении полимер, в частности, пригоден для имплантации в тело человека или животного. Согласно одному варианту осуществления изобретения водный раствор не содержит галогенированных соединений. Согласно одному варианту осуществления изобретения водный раствор не содержит хлористый метилен.According to one embodiment of the invention, the aqueous solution contains at least one polymer selected from a biodegradable and/or biocompatible polymer. In one embodiment, the matrix contains at least one polymer that can be hydrolytically or enzymatically cleaved; preferably said polymer is selected from polyesters, polysaccharides, polypeptides and proteins; more preferably from the group consisting of chitosan, chitin, alginate, collagen, hyaluronic acid, poly(lactic acid), poly(glycolic acid), poly(caprolactone), gelatin, or any of the copolymers formed by these compounds. In one embodiment of the invention, the polymer matrix is chitosan or a mixture of chitosan and alginate. In the present invention, the polymer is particularly suitable for implantation in a human or animal body. According to one embodiment of the invention, the aqueous solution does not contain halogenated compounds. According to one embodiment of the invention, the aqueous solution does not contain methylene chloride.
В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит, по меньшей мере, один биополимер, полимер, полученный из биомассы; предпочтительно, биополимер является полисахаридом; более предпочтительно полисахарид выбирают из фруктанов, таких как инулин, граминан, леван и неоинулин; глюканов, таких как декстран, флоридный крахмал, гликоген, пуллулан, крахмал, целлюлоза, кризоламинарин, курдлан, ламинарии, лентинан, лихенин, бета-глюкан овса, плеуран и зимозан; галактанов, таких как агар и галактоолигосахариды; и хитина. В одном варианте осуществления изобретения выбор полимера влияет на размер пор в полимерном матриксе.In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains at least one biopolymer, a polymer derived from biomass; preferably, the biopolymer is a polysaccharide; more preferably the polysaccharide is selected from fructans such as inulin, graminan, levan and neoinulin; glucans such as dextran, florid starch, glycogen, pullulan, starch, cellulose, crisolaminarin, curdlan, kelp, lentinan, lichenin, oat beta-glucan, pleuran and zymosan; galactans such as agar and galactooligosaccharides; and chitin. In one embodiment of the invention, the choice of polymer affects the pore size in the polymer matrix.
В одном варианте осуществления изобретения биополимером является гликозаминогликан, который предпочтительно выбирают из группы, включающей гепарин, гепарина сульфат, хондроитин, дерматана сульфат, кератана сульфат и гиалуроновую кислоту или сополимеры этих веществ.In one embodiment of the invention, the biopolymer is a glycosaminoglycan, which is preferably selected from the group consisting of heparin, heparin sulfate, chondroitin, dermatan sulfate, keratan sulfate and hyaluronic acid or copolymers of these substances.
В одном варианте осуществления изобретения полимер, описанный на стадии (i), является гомополимером или сополимером. В одном варианте осуществления изобретения полимер выбирают из линейного, разветвленного или сшитого полимера; предпочтителен линейный полимер. В одном варианте осуществления изобретения полимер выбирают из сополимера с регулярной структурой, блок-сополимера, статистического сополимера или привитого сополимера.In one embodiment of the invention, the polymer described in step (i) is a homopolymer or copolymer. In one embodiment of the invention, the polymer is selected from a linear, branched or cross-linked polymer; a linear polymer is preferred. In one embodiment of the invention, the polymer is selected from a regular copolymer, a block copolymer, a random copolymer, or a graft copolymer.
В одном варианте осуществления изобретения средневесовая молярная масса полимера, описанного на стадии (i), составляет от 5000 до 1000000 г/моль; предпочтительно от 7000 до 800000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 700000 г/моль, более предпочтительно от 20000 до 600000 г/моль, более предпочтительно от 30000 до 500000 г/моль, более предпочтительно от 100000 до 500,000 г/моль, более предпочтительно от 150000 до 300000 г/моль.In one embodiment of the invention, the weight average molar mass of the polymer described in step (i) is from 5,000 to 1,000,000 g/mol; preferably 7,000 to 800,000 g/mol, preferably 10,000 to 700,000 g/mol, more preferably 20,000 to 600,000 g/mol, more preferably 30,000 to 500,000 g/mol, more preferably 100,000 to 500,000 g/mol, more preferably from 150,000 to 300,000 g/mol.
В одном варианте осуществления изобретения полимер, описанный на стадии (i), является синтетическим, полусинтетическим или имеющим биологическое происхождение (биополимер) полимером; предпочтительно, имеющим биологическое происхождение. В одном варианте осуществления изобретения полимер, описанный на стадии (i), может иметь животное или растительное или животное происхождение. В одном варианте осуществления изобретения полимер, описанный на стадии (i), является хитином, имеющим биологическое происхождение из грибов, из краба и/или креветки.In one embodiment of the invention, the polymer described in step (i) is a synthetic, semi-synthetic or biologically derived (biopolymer) polymer; preferably of biological origin. In one embodiment of the invention, the polymer described in step (i) may be of animal or vegetable or animal origin. In one embodiment of the invention, the polymer described in step (i) is a fungal, crab and/or shrimp biologically derived chitin.
В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит по меньшей мере один полимер в количестве от 0,5% до 6%; предпочтительно от 1% до 5%; более предпочтительно - от 2% до 4% по массе от общей массы водного раствора. В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит по меньшей мере один полимер в количестве от 0,5% до 10%, предпочтительно от 1% до 10%, от 2% до 10%, от 3% до 10%, от 4% до 10%, от 5% до 10%, от 6% до 10%, от 7% до 10%, от 8% до 10%, или от 9% до 10% по массе от общей массы водного раствора. В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит водный раствор содержит по меньшей мере один полимер в количестве 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% или 10% по массе от общей массы водного раствора.In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains at least one polymer in an amount of from 0.5% to 6%; preferably 1% to 5%; more preferably 2% to 4% by weight based on the total weight of the aqueous solution. In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains at least one polymer in an amount of 0.5% to 10%, preferably 1% to 10%, 2% to 10%, 3% to 10%, 4% to 10%, 5% to 10%, 6% to 10%, 7% to 10%, 8% to 10%, or 9% to 10% by weight of the total weight of the aqueous solution. In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains the aqueous solution contains at least one polymer in an amount of 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, or 10% by weight of the total mass of the aqueous solution.
В одном варианте осуществления изобретения водный раствор дополнительно содержит кислоту (минеральную или органическую кислоту); предпочтительно органическую кислоту; более предпочтительно - уксусную кислоту. В одном варианте осуществления изобретения органическая кислота содержит любую кислоту, несущую карбоксильную группу (-СООН) и/или сульфоновую группу (-SO3H). В одном варианте осуществления изобретения минеральная кислота, содержит, например, соляную кислоту (HCl), азотную кислоту (HNO3), фосфорную кислоту (Н3РО4), серную кислоту (HSO4), борную кислоту (Н3ВО3), фтороводородную кислоту (HF), бромоводородную кислоту (HBr), перхлорную кислоту (HClO4) и иодоводородную кислоту (HI). В одном варианте осуществления изобретения кислота не является аминокислотой.In one embodiment of the invention, the aqueous solution further comprises an acid (mineral or organic acid); preferably an organic acid; more preferably acetic acid. In one embodiment of the invention, the organic acid contains any acid bearing a carboxyl group (-COOH) and/or a sulfonic group (-SO 3 H). In one embodiment, the mineral acid contains, for example, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), sulfuric acid (HSO 4 ), boric acid (H 3 BO 3 ), hydrofluoric acid (HF), hydrobromic acid (HBr), perchloric acid (HClO 4 ) and hydroiodic acid (HI). In one embodiment of the invention, the acid is not an amino acid.
В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит от 0,5 до 2% кислоты, предпочтительно, органической кислоты, по массе от общей массы указанного водного раствора. В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит от 0,5 до 3% кислоты, предпочтительно, органической кислоты, по массе от общей массы указанного водного раствора. В одном варианте осуществления изобретения водный раствор содержит от 0,5 до 3% кислоты, предпочтительно от 0.6 до 3%, от 0.7 до 3% кислоты, от 0.8 до 3%, от 0.9 до 3% кислоты, от 1 до 3% кислоты, от 1.1 до 3% кислоты, от 1.2 до 3%, от 1.3 до 3%, от 1.4 до 3%, от 1.5 до 3%, от 1.6 до 3%, от 1.7 до 3%, от 1.8 до 3%, от 1.9 до 3%, от 2 до 3%, от 2.1 до 3%, от 2.2 до 3%, от 2.3 до 3%, от 2.4 до 3%, от 2.5 до 3%, от 2.6 до 3%, от 2.7 до 3%, от 2.8 до 3%, или от 2.9 до 3% по массе от общей массы указанного водного раствора.In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains from 0.5 to 2% acid, preferably organic acid, by weight based on the total weight of said aqueous solution. In one embodiment of the invention, the aqueous solution contains from 0.5 to 3% acid, preferably organic acid, by weight based on the total weight of said aqueous solution. In one embodiment, the aqueous solution contains 0.5 to 3% acid, preferably 0.6 to 3%, 0.7 to 3% acid, 0.8 to 3%, 0.9 to 3% acid, 1 to 3% acid , 1.1 to 3% acid, 1.2 to 3%, 1.3 to 3%, 1.4 to 3%, 1.5 to 3%, 1.6 to 3%, 1.7 to 3%, 1.8 to 3%, 1.9 to 3%, 2 to 3%, 2.1 to 3%, 2.2 to 3%, 2.3 to 3%, 2.4 to 3%, 2.5 to 3%, 2.6 to 3%, 2.7 up to 3%, from 2.8 to 3%, or from 2.9 to 3% by weight of the total weight of said aqueous solution.
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадия (i) дополнительно включает внесение добавок в определенный выше водный раствор. В одном варианте осуществления изобретения добавку выбирают из рентгеноконтрастных веществ и пигментов.According to one embodiment of the invention, step (i) further comprises adding additives to the aqueous solution as defined above. In one embodiment of the invention, the additive is selected from radiopaque agents and pigments.
В одном варианте осуществления изобретения ренгеноконтрастное вещество выбирают из висмута оксида, стронция карбоната, стронция фосфата, бария сульфата, тантала оксида, церия оксида, олова оксида, циркония оксида; более предпочтительно, из циркония оксида в комбинации с иттрием и рентгеноконтрастными стеклами, содержащими тантал, барий и стронций и образованные ими смеси; предпочтительно рентгеноконтрастным веществом является производное висмута, такое как, например, висмута оксиды или висмута карбонаты или их смесь, или производное циркония, в особенности циркония оксид отдельно или в комбинации с иттрием; или смесь производных висмута и производных иттрия; предпочтительно рентгеноконтрастное вещество выбирают из циркония оксида и/или висмута оксида. Рентгеноконтрастные вещества повышают рентгеноконтрастность материала по изобретению, и таким образом, позволяют выполнить рентгенографическую проверку выполненного восстановления и/или регенерации спустя время.In one embodiment, the radiopaque agent is selected from bismuth oxide, strontium carbonate, strontium phosphate, barium sulfate, tantalum oxide, cerium oxide, tin oxide, zirconium oxide; more preferably from zirconium oxide in combination with yttrium and radiopaque glasses containing tantalum, barium and strontium and their mixtures; preferably the radiopaque agent is a bismuth derivative, such as, for example, bismuth oxides or bismuth carbonates or mixtures thereof, or a zirconium derivative, in particular zirconium oxide alone or in combination with yttrium; or a mixture of bismuth derivatives and yttrium derivatives; preferably the radiopaque agent is selected from zirconium oxide and/or bismuth oxide. The radiopaque agents enhance the radiopacity of the material of the invention and thus allow radiographic verification of the performed repair and/or regeneration after time.
В одном варианте осуществления изобретения добавкой является пигмент; предпочтительно оксид железа. В одном варианте осуществления изобретения указанный оксид железа выбирают из желтого, красного и коричневого оксида железа.In one embodiment of the invention, the additive is a pigment; preferably iron oxide. In one embodiment of the invention, said iron oxide is selected from yellow, red, and brown iron oxide.
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадия (i) включает:According to one embodiment of the invention, step (i) comprises:
(i-1) смешивание кислоты, такой как уксусная кислота, с водным раствором;(i-1) mixing an acid such as acetic acid with an aqueous solution;
(i-2) добавление полимера к раствору, полученному на стадии (i-1);(i-2) adding the polymer to the solution obtained in step (i-1);
(i-3) необязательное перемешивание смеси, полученной на стадии (i-2).(i-3) optional mixing of the mixture obtained in step (i-2).
Стадия (ii)Stage (ii)
Согласно одному варианту осуществления изобретения форма представляет собой блистерную упаковку, предпочтительно, блистерную упаковку, содержащую, по меньшей мере, одну лунку, более предпочтительна блистерная упаковка, содержащая, по меньшей мере, одну лунки(?). Согласно одному варианту осуществления изобретения объем лунки в форме составляет от 1 мл до 10 мл, предпочтительно от 2 мл до 5 мл, более предпочтительно - 3 мл.According to one embodiment of the invention, the form is a blister pack, preferably a blister pack containing at least one well, more preferably a blister pack containing at least one well(?). According to one embodiment of the invention, the volume of the well in the mold is from 1 ml to 10 ml, preferably from 2 ml to 5 ml, more preferably 3 ml.
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадия (ii) дополнительно включает стадию дегезации раствора, полученного на стадии (i).According to one embodiment of the invention, step (ii) further comprises the step of degassing the solution obtained in step (i).
Стадия (iii)Stage (iii)
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (iii) выполняют однократно.According to one embodiment of the invention, step (iii) is performed once.
Согласно одному варианту осуществления изобретения приспособления для удаления воды выбирают из лиофилизатора, термоиспарителя и вакуум-испарителя.According to one embodiment of the invention, the water removal devices are selected from a lyophilizer, a thermal evaporator, and a vacuum evaporator.
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (iii) выполняют посредством замораживания и лиофилизации раствора в форме, полученной на стадии (ii).According to one embodiment of the invention, step (iii) is performed by freezing and lyophilizing the solution in the form obtained in step (ii).
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (iii) выполняют посредством испарения раствора при нагревании или под вакуумом в форме, полученной на стадии (ii).According to one embodiment of the invention, step (iii) is carried out by evaporating the solution with heat or under vacuum in the form obtained in step (ii).
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (iii) выполняют при температуре от -80°С до 5°С; предпочтительно, от -50 до 1°С; предпочтительно от -45°С до -10°С; более предпочтительно, стадию (iii) выполняют при температуре приблизительно -40°С или приблизительно -24°С. В одном варианте осуществления изобретения раствор, полученный на стадии (i), и/или на стадии (ii) замораживают при температуре приблизительно -24°С. В одном варианте осуществления изобретения лиофилизацию выполняют при температуре приблизительно -40°С. В одном варианте осуществления изобретения лиофилизацию выполняют при температуре приблизительно -54°С.According to one embodiment of the invention, step (iii) is performed at -80°C to 5°C; preferably from -50 to 1°C; preferably from -45°C to -10°C; more preferably, step (iii) is performed at a temperature of approximately -40°C or approximately -24°C. In one embodiment of the invention, the solution obtained in step (i) and/or step (ii) is frozen at a temperature of approximately -24°C. In one embodiment of the invention, lyophilization is performed at a temperature of approximately -40°C. In one embodiment of the invention, lyophilization is performed at a temperature of approximately -54°C.
В одном варианте осуществления изобретения стадию (iii) выполняют при давлении от 5 мкбар до 500 мкбар.In one embodiment of the invention, step (iii) is carried out at a pressure of 5 µbar to 500 µbar.
В одном варианте осуществления изобретения способ согласно изобретению включает лишь одну стадию замораживания и одну стадию лиофилизации.In one embodiment of the invention, the method according to the invention comprises only one freezing step and one lyophilization step.
В одном варианте осуществления изобретения форма может иметь любую геометрическую форму; предпочтительно, прямоугольную, кубическую, сферическую или цилиндрическую. Стадия (iv)In one embodiment of the invention, the shape may have any geometric shape; preferably rectangular, cubic, spherical or cylindrical. Stage (iv)
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадию (iv) выполняют при температуре от 10°С до 50°С; предпочтительно, от 15°С до 35°С; более предпочтительно, стадию (iv) выполняют при температуре приблизительно 20°С.According to one embodiment of the invention stage (iv) is performed at a temperature of from 10°C to 50°C; preferably from 15°C to 35°C; more preferably, step (iv) is performed at a temperature of approximately 20°C.
В одном варианте осуществления изобретения стадию (iv) выполняют при атмосферном давлении. В одном варианте осуществления изобретения стадию (iv) выполняют при давлении приблизительно 1 бар.In one embodiment of the invention, step (iv) is performed at atmospheric pressure. In one embodiment of the invention, step (iv) is carried out at a pressure of approximately 1 bar.
В одном варианте осуществления изобретения суспензия содержит частицы кальция силиката в количестве от более чем 0% до 300%, предпочтительно от 5% до 200%, предпочтительно от 10% до 150%, предпочтительно от 20% до 140%, предпочтительно от 30% до 130%, предпочтительно от 40% до 120%, более предпочтительно от 50 до 100% по массе от общей массы указанной супензии.In one embodiment of the invention, the suspension contains particles of calcium silicate in an amount of from more than 0% to 300%, preferably from 5% to 200%, preferably from 10% to 150%, preferably from 20% to 140%, preferably from 30% to 130%, preferably 40% to 120%, more preferably 50 to 100% by weight of the total weight of said suspension.
В одном варианте осуществления изобретения негидратированные частицы кальция силиката выбирают из частиц дикальция силиката, частиц трикальция силиката или смеси этих частиц в любом соотношении; предпочтительно, частицы кальция силиката представляют собой трикальция силикат.In one embodiment, the non-hydrated calcium silicate particles are selected from dicalcium silicate particles, tricalcium silicate particles, or a mixture of these particles in any ratio; preferably, the calcium silicate particles are tricalcium silicate.
В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 0.1 мкм до 50 мкм; предпочтительно, от 5 мкм до 25 мкм; предпочтительно, от 10 мкм до 40 мкм; более предпочтительно, приблизительно 10 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 0,5 мкм до 25 мкм; предпочтительно, от 1 мкм до 10 мкм; более предпочтительно - от 1 мкм до 5.5 мкм; более предпочтительно - от 2 to 4 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката характеризуются распределением частиц по размеру, при котором d50 составляет от 3 мкм до 4 мкм. В одном варианте осуществления изобретения частицы кальция силиката являются микронизованными частицами. В одном варианте осуществления изобретения значение d50 составляет приблизительно 10 мкм.In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 0.1 μm to 50 μm; preferably from 5 µm to 25 µm; preferably from 10 µm to 40 µm; more preferably, about 10 µm. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 0.5 μm to 25 μm; preferably from 1 µm to 10 µm; more preferably from 1 µm to 5.5 µm; more preferably from 2 to 4 microns. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are characterized by a particle size distribution in which d 50 is from 3 μm to 4 μm. In one embodiment of the invention, the calcium silicate particles are micronized particles. In one embodiment of the invention, the value of d 50 is approximately 10 microns.
В одном варианте осуществления изобретения суспензия содержит безводный полярный растворитель; предпочтительно выбранный из ацетонитрила, дихлорметана, тетрагидрофурана, этилацетата, диметилформамида, диметилсульфоксида, ацетона, метанола, смеси этанола, изопропилового спирта и уксусной кислоты. В одном варианте осуществления изобретения растворителем в составе суспензии является ацетонитрил. Согласно одному варианту осуществления изобретения суспенизия не содержит галогенированных соединений. Согласно одному варианту осуществления изобретения суспензия не содержит хлористый метилен.In one embodiment of the invention, the suspension contains an anhydrous polar solvent; preferably selected from acetonitrile, dichloromethane, tetrahydrofuran, ethyl acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, methanol, a mixture of ethanol, isopropyl alcohol and acetic acid. In one embodiment, the solvent in the suspension is acetonitrile. According to one embodiment of the invention, the suspension does not contain halogenated compounds. According to one embodiment of the invention, the suspension does not contain methylene chloride.
Согласно одному варианту осуществления изобретения стадия (iv) дополнительно включает операцию лиофилизации.According to one embodiment of the invention, step (iv) further comprises a lyophilization step.
Материал, полученный при использовании способаThe material obtained using the method
Изобретение относится также к регенеративному материалу соединительной ткани, который может быть получен способом согласно изобретению, как описано выше.The invention also relates to a regenerative connective tissue material which can be obtained by the process according to the invention as described above.
Имплантатimplant
Изобретение относится также к имплантату, содержащему описанный выше регенеративный материал соединительной ткани.The invention also relates to an implant containing the regenerative connective tissue material described above.
Согласно одному варианту осуществления изобретения регенеративный материал соединительной ткани может непосредственно применяться в качестве имплантата.According to one embodiment of the invention, the regenerative connective tissue material can be directly used as an implant.
ПрименениеApplication
Изобретение относится также к применению регенеративного материала соединительной ткани для лечения при утрате соединительной ткани у нуждающихся в таком лечении пациентов, предпочтительно, для лечения при утрате ротолицевой соединительной ткани.The invention also relates to the use of a regenerative connective tissue material for the treatment of loss of connective tissue in patients in need of such treatment, preferably for the treatment of loss of orofacial connective tissue.
Согласно одному варианту осуществления изобретения ротолицевые ткани включают соединительные ткани, такие как кость и/или пульпа и/или околозубная ткань, предпочтительно дентин, кость, натуральный цемент и эмаль.According to one embodiment of the invention, the orofacial tissues include connective tissues such as bone and/or pulp and/or periodontal tissue, preferably dentin, bone, natural cementum and enamel.
Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению стимулирует экспрессию генов для остеобластной дифференцировки. Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению стимулирует экспрессию генов для остеобластной дифференцировки в ранние сроки и/или сохраняется в течение более длительного времени. Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению стимулирует экспрессию мРНК генов RunX2, Dlx5, Coll1, ЩФ, костного сиалопротеина (КСП; BSP) и/или остеопонтина (SPP1).According to one embodiment of the invention, the material of the invention stimulates the expression of genes for osteoblastic differentiation. According to one embodiment of the invention, the material of the invention stimulates the expression of genes for osteoblastic differentiation at an early stage and/or persists for a longer time. According to one embodiment of the invention, the material of the invention stimulates mRNA expression of the RunX2, Dlx5, Coll1, AP, bone sialoprotein (BSP) and/or osteopontin (SPP1) genes.
Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению стимулирует экспрессию генов для остеобластной дифференцировки после по меньшей мере одного дня, предпочтительно после по меньшей мере 7 дней и более предпочтительно - после 21 дня. Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению стимулирует экспрессию генов для остеобластной дифференцировки после 7 дней, 14 дней или 21 дня.According to one embodiment of the invention, the material of the invention stimulates the expression of genes for osteoblastic differentiation after at least one day, preferably after at least 7 days, and more preferably after 21 days. According to one embodiment of the invention, the material of the invention stimulates the expression of genes for osteoblastic differentiation after 7 days, 14 days, or 21 days.
Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению не является цитотоксичным для остеобластов человека.According to one embodiment of the invention, the material of the invention is not cytotoxic to human osteoblasts.
Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению повышает активность ЩФ в клетках человека, предпочтительно клетках MSC.According to one embodiment of the invention, the material of the invention increases ALP activity in human cells, preferably MSC cells.
Согласно одному варианту осуществления изобретения цыетные испытания позволяют засвидетельствовать остеодифференцировку клеток при контакте с материалом по изобретению. Цветные реакции хорошо известны специалистам в данной области, и примерами таких реакций является окрашивание ализариновым красителем, цветная реакция определения активности щелочной фосфатазы (ЩФ), окрашивание по Von Kossa.According to one embodiment of the invention, color tests allow evidence of osseodifferentiation of cells upon contact with the material of the invention. Color reactions are well known to those skilled in the art and examples of such reactions are alizarin stain, alkaline phosphatase (AP) activity color reaction, Von Kossa stain.
Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению со временем разлагается. Согласно одному варианту осуществления изобретения материал по изобретению разлагается после по меньшей мере одной недели, предпочтительно после по меньшей мере двух недель, более предпочтительно - после 12 недель. Согласно одному варианту осуществления изобретения при имплантации in situ потеря массы материала по изобретению составляет от 1% до 100%, предпочтительно от 10% to 50% по массе, более предпочтительно - от 20% до 33% по массе Согласно одному варианту осуществления изобретения при имплантации in situ потеря массы материала по изобретению более благоприятна, когда полимерный матрикс содержит и альгинат и хитозан.According to one embodiment of the invention, the material of the invention decomposes over time. According to one embodiment of the invention, the material of the invention decomposes after at least one week, preferably after at least two weeks, more preferably after 12 weeks. According to one embodiment of the invention during in situ implantation, the weight loss of the material according to the invention is from 1% to 100%, preferably from 10% to 50% by weight, more preferably from 20% to 33% by weight. The in situ weight loss of the material of the invention is more favorable when the polymer matrix contains both alginate and chitosan.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фиг. 1 является фотографией, на которой показан пористый хитозановый биополимерный матрикс.Fig. 1 is a photograph showing a porous chitosan biopolymer matrix.
Фиг. 2 является фотографией, полученной методом СЭМ, на которой показан пористый хитозановый биополимерный матрикс при 100-кратном (Фиг. 2А) или 500-кратном (Фиг. 2В) увеличении.Fig. 2 is an SEM photograph showing a porous chitosan biopolymer matrix at 100x (FIG. 2A) or 500x (FIG. 2B) magnification.
Фиг. 3 является фотографией, полученной методом СЭМ, на которой показан пористый регенеративный материал, полученный способом согласно изобретению, при 500-кратном (Фиг. 3А) или 1500-кратном (Фиг. 3В) увеличении.Fig. 3 is an SEM photograph showing a porous regenerative material obtained by the method of the invention at 500x (FIG. 3A) or 1500x (FIG. 3B) magnification.
Фиг. 4 представляет собой серию гистограмм, показывающую выраженное в процентах увеличение массы матрикса после загрузки кальция силиката в хитозан-альгинаный матрикс, при использовании для такой загрузки суспензии 0,5 г, 1 г или 2 г частиц C3S в 3 мл ацетонитрила.Fig. 4 is a series of histograms showing the percentage increase in matrix weight after loading calcium silicate into a chitosan-alginate matrix using a suspension of 0.5 g, 1 g or 2 g of C3S particles in 3 ml of acetonitrile for such loading.
Фиг. 5 представляет собой серию гистограмм, показывающую результаты MTS-теста остеобластов, выращенных при использовании материала по изобретению [рецептура 15/C3S] в концентрации 1 или 2 мг/мл; и частицы C3S в концентрации 1 или 2 мг/мл через 24 ч, 48 ч или 72 ч. Данные выражены в процентах от контроля. Статистический анализ проведен с использованием критерия Манна-Уитни *непараметрического); нз (ns): не значимое различие; *р<0,05; **р<0,01; ***р<0,005.Fig. 5 is a series of histograms showing the results of the MTS test of osteoblasts grown using the material of the invention [
Фиг. 6 - полученные при использовании светлопольного микроскопа фотографии остеобластов отдельно (Фиг. 6А), или выращенных в присутствии материала по изобретению [рецептура 15/C3S] при концентрации частиц C3S 2 мг/мл (Фиг. 6С) или 1 мг/мл (Фиг. 6В) после выращивания в течение 14 дней.Fig. 6 are bright-field photographs of osteoblasts alone (Fig. 6A) or grown in the presence of the material of the invention [
Фиг. 7 представляет собой серию гистограмм, показывающую размер пор в трех полимерных матриксах, полученных при использовании рецептуры 2 (2% хитозан), рецептуры 15 (2% хитозан/2% альгинат) и рецептуры 19 (4% хитозан).Fig. 7 is a series of histograms showing the pore size in three polymer matrices prepared using Formulation 2 (2% chitosan), Formulation 15 (2% chitosan/2% alginate), and Formulation 19 (4% chitosan).
Фиг. 8 представляет собой серию гистограмм, показывающую разложение трех полимерных матриксов в течение 12 недель трех полимерных матриксов, полученных при использовании рецептуры 2 (2% хитозан), рецептуры 15 (2% хитозан/2% альгинат) и рецептуры 19 (4% хитозан).Fig. 8 is a series of histograms showing the degradation of three polymer matrices over 12 weeks of three polymer matrices made using Formulation 2 (2% chitosan), Formulation 15 (2% chitosan/2% alginate), and Formulation 19 (4% chitosan).
Фиг. 9 - полученные при использовании светлопольного микроскопа фотографии окрашивания ЩФ остеобластов отдельно (Фиг. 9А), или выращенных в присутствии материала по изобретению [рецептура 15/C3S] при концентрации частиц C3S 2 мг/мл (Фиг. 9В) или 1 мг/мл (Фиг. 9С) после выращивания в течение 7, 14 или 21 дней.Fig. 9 are bright-field photographs of ALP staining of osteoblasts alone (Fig. 9A), or grown in the presence of the material according to the invention [
Фиг. 10 - полученные при использовании светлопольного микроскопа фотографии окрашивания по Von Kossa остеобластов отдельно (Фиг. 10А), или выращенных в присутствии материала по изобретению [рецептура 15/C3S] при концентрации частиц C3S 2 мг/мл (Фиг. 10 В) или 1 мг/мл (Фиг. 10С) после выращивания в течение 7, 14 или 21 дней.Fig. 10 Bright-field photographs of Von Kossa staining of osteoblasts alone (FIG. 10A), or grown in the presence of the material of the invention [
Фиг. 11 - полученные при использовании светлопольного микроскопа фотографии окрашенных ализариновым красителем остеобластов отдельно (Фиг. ПА), или выращенных в присутствии материала по изобретению [рецептура 15/C3S] при концентрации частиц C3S 2 мг/мл (Фиг. 11В) или 1 мг/мл (Фиг. 11С) после выращивания в течение 7, 14 или 21 дней.Fig. 11 Bright field photographs of alizarin-stained osteoblasts alone (FIG. PA), or grown in the presence of the material of the invention [
Фиг. 12 представляет собой серию гистограмм, показывающую уровень мРНК RunX2, Dlx5, Coll1 и ЩФ через 21 день для (а) клеток MSC, находящихся в среде, (b) клеток MSC в присутствии материала по изобретению, находящихся в среде, и (с) среды, содержащей только частицы C3S; материал по изобретению получен при использовании полимерного матрикса по рецептуре 15 с загруженными частицами C3S.Fig. 12 is a series of histograms showing the level of mRNA of RunX2, Dlx5, Coll1 and ALP after 21 days for (a) MSCs in medium, (b) MSCs in the presence of material of the invention in medium, and (c) medium containing only C3S particles; the material according to the invention was obtained using a polymer matrix according to the
Фиг. 13 представляет собой серию гистограмм, показывающую уровень мРНК BSP и SPP1 через 7, 14 и 21 день для (а) клеток MSC, находящихся в среде,Fig. 13 is a series of histograms showing the mRNA levels of BSP and SPP1 at 7, 14 and 21 days for (a) MSC cells in media,
(b) клеток MSC в присутствии материала по изобретению, находящихся в среде, и(b) MSC cells in the presence of the material of the invention in the medium, and
(c) среды, содержащей только частицы C3S; материал по изобретению получен при использовании полимерного матрикса по рецептуре 15 с загруженными частицами C3S.(c) an environment containing only particles of C3S; the material according to the invention was obtained using a polymer matrix according to the
ПримерыExamples
Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами.The present invention is further illustrated by the following examples.
СокращенияAbbreviations
C3S: трикальция силикат;C3S: tricalcium silicate;
г: грамм(ы);g: gram(s);
ч: час(ы);h: hour(s);
мл: миллилитр;ml: milliliter;
об/мин: оборотов в минуту;rpm: revolutions per minute;
сек: секунда(ы);sec: second(s);
СЭМ: сканирующая электронная микроскопия; Е:SEM: scanning electron microscopy; E:
единицы активности;activity units;
%: процент.%: percent.
В Примерах обозначение «[рецептура X]» относится к рецептуре, используемой для обеспечения пористого матрикса по изобретению; и обозначение «[рецептура X/Y]» относится к пористому регенеративному материалу по изобретению, который содержит пористый матрикс, полученный из рецептуры X; где в указанный матрикс загружены частицы кальция силиката, обозначенные Y.In the Examples, the designation "[formulation X]" refers to the formulation used to provide the porous matrix of the invention; and the designation "[formulation X/Y]" refers to the porous regenerative material according to the invention, which contains the porous matrix obtained from the formulation X; where said matrix is loaded with calcium silicate particles, designated Y.
Например, обозначение «[рецептура 15]» относится к рецептуре для обеспечения пористого матрикса. В следующем эксперименте «[рецептура 15]» - это рецептура, содержащая 2% хитозана, 2% альгината и 1% уксусной кислоты.For example, the designation "[formulation 15]" refers to a formulation to provide a porous matrix. In the following experiment, "[recipe 15]" is a formulation containing 2% chitosan, 2% alginate, and 1% acetic acid.
Обозначение регенеративный материал по «"[рецептуре 15/C3S]" относится к пористому матриксу, полученному по рецептуре 15, в который затем загружены частицы C3S.The designation "[
Материалы и методыMaterials and methods
Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)Scanning electron microscopy (SEM)
Образцы предварительно нарезаны на блоки размером 5 мм × 3 мм. Затем блоки подвергают металлизации в камере с рассеиваемой плазмой платины. Использовали аппарат SC7640 Sputter coater; Quorum Technologies, Гвелф, Онтарио, Канада.The samples were pre-cut into 5 mm × 3 mm blocks. The blocks are then metallized in a platinum diffused plasma chamber. The SC7640 Sputter coater was used; Quorum Technologies, Guelph, Ontario, Canada.
Образцы изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа (Zeiss SUPRA 40) с эффектом электронной пушки, который ограничивает воздействие зарядов на поверхность образцов.The samples were examined using a scanning electron microscope (Zeiss SUPRA 40) with an electron gun effect, which limits the impact of charges on the surface of the samples.
СпектрофотометрияSpectrophotometry
Для анализа образцов использовали аппарат TriStar LB941 (Berthold Technologie). Измерения поглощения выполняли при длине волны 490 нм.Samples were analyzed using a TriStar LB941 apparatus (Berthold Technologie). Absorption measurements were performed at a wavelength of 490 nm.
Светлопольная микроскопияbright field microscopy
Клеточные культуры наблюдали при использовании аппарата для визуализации клеток EVOS® FL Cell Imaging System.Cell cultures were observed using the EVOS® FL Cell Imaging System.
Часть 1: Примеры из области химииPart 1: Examples from the field of chemistry
Пример 1: Пористый биополимерный матрикс Для получения пористых матриксов использовали несколько рецептур (см. Таблицу 1). Ниже описан общий протокол.Example 1 Porous Biopolymer Matrix Several formulations were used to prepare porous matrices (see Table 1). The general protocol is described below.
Общий протоколGeneral protocol
Полимерный раствор получают смешиванием порошка полимера (такого как порошка хитозана или хитозана/альгината) в количестве от 1 до 10% по массе с очищенной водой, которая может необязательно содержать от 0,5 до 3% по массе уксусной кислоты. Раствор полимера разливали в блистерные контейнеры вместимостью приблизительно 3 мл и затем замораживали при температуре приблизительно -24°С или -40°С в течение, по меньшей мере, 24 ч. На последнем этапе образцы лиофилизировали в течение 24 ч при давлении 0,05 мбар и температуре приблизительно -54°С.The polymer solution is prepared by mixing a polymer powder (such as chitosan or chitosan/alginate powder) in an amount of 1 to 10% by weight with purified water, which may optionally contain 0.5 to 3% by weight of acetic acid. The polymer solution was filled into blister containers with a capacity of approximately 3 ml and then frozen at a temperature of approximately -24°C or -40°C for at least 24 hours. In the last step, the samples were lyophilized for 24 hours at a pressure of 0.05 mbar and a temperature of approximately -54°C.
Пример пористого биополимерного матрикса, полученного способом согласно изобретению, показан на Фиг. 1.An example of a porous biopolymer matrix produced by the method of the invention is shown in FIG. 1.
Определение характеристикCharacterization
Для определения характеристик пористых материалов используют СЭМ. Результаты определения характеристик хитозаного пористого биополимерного матрикса (Фиг. 2А и 2В) показали, что:SEM is used to characterize porous materials. The results of characterization of the chitosan porous biopolymer matrix (Fig. 2A and 2B) showed that:
матрикс структурирован и представлен параллельными слоями, толщина каждого из которых составляет 1 мкм;the matrix is structured and presented in parallel layers, the thickness of each of which is 1 μm;
расстояние между слоями является однородным; поры сообщаются между собой, и диаметр каждой поры составляет от 100 до 300 мкм, т.е. превышает диаметр клетки;the distance between the layers is uniform; the pores communicate with each other, and the diameter of each pore is from 100 to 300 µm, i.e. exceeds the diameter of the cell;
пористость составляет приблизительно 90%. В заключение, эти результаты свидетельствуют о том, что пористый матрикс по изобретению представляет собой хорошо организованную пористую структуру. Более того, размер пор указанного матрикса может позволить разместить в нем рекрутированные клетки при имплантации в тело.the porosity is approximately 90%. In conclusion, these results indicate that the porous matrix of the invention is a well organized porous structure. Moreover, the size of the pores of the specified matrix may allow recruited cells to be placed in it when implanted in the body.
Пример 2: Синтез регенеративного материала по изобретениюExample 2: Synthesis of a regenerative material according to the invention
Общий протоколGeneral protocol
Пористый биополимерный матрикс, полученный в соответствии с описанием в Примере 1, погружали на 30 сек в раствор, содержащий частицы кальция силиката, суспендированные в полярном растворителе.The porous biopolymer matrix prepared as described in Example 1 was immersed for 30 seconds in a solution containing calcium silicate particles suspended in a polar solvent.
Частицы кальция силиката могут представлять собой негидратированный частицы трикальция силиката (C3S), порошкообразный Биодентин™ порошок Минерального триоксидного агрегата (МТА). В приведенных примерах частицами МТА являлся материал для восстановления каналов Pro Root МТА® (производитель компания Dentsply) с размером частиц от 1 мкм до приблизительно 30 мкм. Частицы МТА содержат трикальция силикат, дикальция силикат и необязательно висмута оксид (приблиительно 22%). В качестве растворителя может применятсья ацетонитрил, этанол или ацетон.The calcium silicate particles may be non-hydrated tricalcium silicate (C3S) particles, powdered Biodentin™ Mineral Trioxide Aggregate (MTA) powder. In the examples shown, the MTA particles were Pro Root MTA® canal repair material (manufactured by Dentsply) with a particle size of 1 µm to about 30 µm. The MTA particles contain tricalcium silicate, dicalcium silicate and optionally bismuth oxide (approximately 22%). The solvent may be acetonitrile, ethanol or acetone.
Загруженные образцы затем сушат под вакуумом в течение, по меньшей мере, 1 ч.The loaded samples are then dried under vacuum for at least 1 hour.
Определение характеристикCharacterization
Для определения характерисик готовых материалов использовали СЭМ. На Фиг. 3А и 3В показаны материалы пористого хитозана, содержащие наночастицы C3S.SEM was used to characterize the finished materials. On FIG. 3A and 3B show porous chitosan materials containing C3S nanoparticles.
Результаты показывают, что:The results show that:
- стадия импрегнирования не изменяет структуру матрикса. Каждый слой имеет толщину около 2 мкм, и расстояние между слоями составляет от 50 до 150 мкм;- the stage of impregnation does not change the structure of the matrix. Each layer is about 2 µm thick and the distance between the layers is 50 to 150 µm;
- частицы C3S покрывают слои, обеспечивая тонкий однородный слой на наружной и внутренней поверхности пористого матрикаса; и- particles of C3S cover the layers, providing a thin uniform layer on the outer and inner surface of the porous matrix; and
- в материале по-прежнему присутствуют поры.- there are still pores in the material.
Таким образом, эти эксперименты свидетельствуют о том, что способ согласно изобретению обеспечивает получение пористого материала, равномерно загруженного частицами кальция силиката.Thus, these experiments indicate that the method according to the invention provides a porous material uniformly loaded with particles of calcium silicate.
Пример 3: Загрузка пористого матрикса частицами C3SExample 3 Loading a Porous Matrix with C3S Particles
3.1. Из полимерного матрикса, синтезированного Заявителем3.1. From a polymer matrix synthesized by the Applicant
Цель этого эксперимента заключалась в том, чтобы показать, что загрузка наночастиц кальция силиката в пористый полимерный матрикс может быть модулированной.The purpose of this experiment was to show that the loading of calcium silicate nanoparticles into a porous polymer matrix can be modulated.
С этой целью в пористый матрикс (рецептура 15 в Таблице 1: 2% хитозана/2% альгината 2% и 1% уксусной кислоты) загружали раствор, содержащий частицы C3S в количестве 0,5 г, 1 г или 2 г. Протокол описан в Примере 2. В этом протоколе растворителем являлся ацетонитрил.To this end, a porous matrix (
Результаты (Фиг. 4) показывают, что пористый матрикс по изобретению позволяет загружать частицы C3S независимо от концентрации частиц C3S в загружающем растворе. Результаты также подчеркивают, что загрузка частиц C3S может быть модулирована в зависимости от концентрации загружающего раствора, содержащего C3S.The results (FIG. 4) show that the porous matrix of the invention allows the loading of C3S particles regardless of the concentration of C3S particles in the loading solution. The results also highlight that the loading of C3S particles can be modulated depending on the concentration of the loading solution containing C3S.
3.2. Из коммерческих гемостатических губок3.2. From commercial hemostatic sponges
Испытания загрузки проводились посредством приведения в контакт раствора C3S (1 мг/мл) с тремя коммерческими гемостатическими губками: Hemocollagene®, HemCom® и GelSpon®. Протокол описан в Примере 2.Loading tests were performed by contacting a C3S solution (1 mg/mL) with three commercial hemostatic sponges: Hemocollagene®, HemCom® and GelSpon®. The protocol is described in Example 2.
Результаты показывают, что при использовании каждой гемостатической губки достигается эффективная загрузка частицами C3S.The results show that efficient loading of C3S particles is achieved with each hemostatic sponge.
Часть 2: Физико-химические испытанияPart 2: Physical and chemical tests
Пример 4: Испытание на сопротивление сжатиюExample 4: Compressive strength test
4.1. Из материалов, полученных при использовании рецептуры 15 (смеси хитозана и альгината)4.1. From materials obtained using formulation 15 (mixtures of chitosan and alginate)
Цель данного эксперимента заключается в том, чтобы показать, что пористые материалы по изобретению обладают подходящими механическими свойствами для использования в качестве импланата.The purpose of this experiment is to show that the porous materials of the invention have suitable mechanical properties for use as an implant.
Выполнено сравнение незагруженного пористого матрикса и пористого матрикса, загруженного силикатом кальция, полученным при использовании рецептуры 15 (2% хитозана/2% альгината 2% и 1% уксусной кислоты):An unloaded porous matrix was compared with a porous matrix loaded with calcium silicate prepared using Formulation 15 (2% chitosan/2% alginate 2% and 1% acetic acid):
Испытание на сопротивление сжатию проводилось с использованием реометра Anton Paar MCR102 и мобиля С-РР25. Были использованы следующие параметры:The compression test was carried out using an Anton Paar MCR102 rheometer and a C-PP25 mobile. The following parameters were used:
- скорость снижения мобиля была равной приблизительно 250 мкм/сек;- the rate of descent of the mobile was equal to approximately 250 µm/sec;
- расстояние от начала измерения (зазор) был равным приблизительно 16 мм;- the distance from the beginning of the measurement (gap) was approximately 16 mm;
- мобиль во время снижения продавливает губку, и аппарат измеряет вертикально направленную силу (Fn), с которой губка воздействует на мобиль (предел безопасности для вертикально направленной силы составляет 45Н).- the mobile pushes the sponge during its descent, and the device measures the vertical force (Fn) with which the sponge acts on the mobile (the safety limit for the vertical force is 45N).
Результаты показаны в Таблице 3.The results are shown in Table 3.
Результаты свидетельствуют о том, что добавление соединений кальция силиката, в особенности, содержащих частицы трикальция силиката, в пористый матрикс позволяет значимо улучшить модуль сжатия, т.е. механические свойства материалов. Модуль сжатия можно модулировать, в зависимости от выбора соединения кальция силиката.The results indicate that the addition of calcium silicate compounds, in particular those containing tricalcium silicate particles, to the porous matrix can significantly improve the compressive modulus, i.e. mechanical properties of materials. The compression modulus can be modulated, depending on the choice of calcium silicate compound.
4.2. Сравнительные испытания4.2. Comparative tests
Изучено сопротивление сжатию материалов, полученных при использовании рецептур 2 и 19 до и после загрузки частицами C3S. Проведено сравнение материалов, полученных при использовании рецептуры 15.The compressive strength of materials obtained using
Результаты показаны в Таблице 4.The results are shown in Table 4.
Результаты показывают, что какая бы рецептура полимерного матрикса не использовалась, загрузка частиц C3S улучшает механические свойства конечных материалов. Испытания на сопротивление сжатию показывают также, что при использовании рецептуры 15, т.е. рецептуры, содержащей смесь хитозана и альгината, достигаются лучшие результаты.The results show that whatever polymer matrix formulation is used, the loading of C3S particles improves the mechanical properties of the final materials. The compressive strength tests also show that when
Пример 5: Размер пор полимерного матриксаExample 5 Pore Size of a Polymer Matrix
Цель этого эксперимента заключалась в том, чтобы изучить размер пор трех полимерных матриксов, полученных при использовании:The purpose of this experiment was to study the pore size of three polymer matrices obtained using:
- Рецептуры 2: 2% хитозана и 1% уксусной кислоты;- Recipes 2: 2% chitosan and 1% acetic acid;
- Рецептуры 15: 2% хитозана/2% альгината 2% и 1% уксусной кислоты; или- Recipes 15: 2% chitosan/2% alginate 2% and 1% acetic acid; or
- Рецептуры 19: 4% хитозана и 1% уксусной кислоты.- Recipes 19: 4% chitosan and 1% acetic acid.
Для достижения этой цели были сделаны микрофотографии каждого матрикса методом СЭМ.To achieve this goal, SEM micrographs were taken of each matrix.
Результаты (Фиг. 7) показывают, что:The results (Fig. 7) show that:
- повышение концентрации полимера в способе согласно изобретению приводит к увеличению размера пор в готовом полимерном матриксе;- increasing the concentration of the polymer in the method according to the invention leads to an increase in the pore size in the finished polymer matrix;
- когда концентрация полимера составляет 4%, размер пор при использовании смеси 2% хитозана и 2% альгината больше, чем при использовании рецепторы, содержащей 4% хитозана.- when the polymer concentration is 4%, the pore size when using a mixture of 2% chitosan and 2% alginate is larger than when using a receptor containing 4% chitosan.
В заключение, этот эксперимент показывает, что повышение концентрации полимера в водном растворе способствует увеличению размера пор.In conclusion, this experiment shows that increasing the concentration of the polymer in aqueous solution leads to an increase in the pore size.
Часть 3: Биологические испытания Пример 6:Part 3: Biological testing Example 6:
Испытание цитосовместимости (MTS)Cytocompatibility Test (MTS)
Цель испытания заключалась в том, чтобы оценить цитосовместимость, достигнутую после приведение клеток-предшественников остеобластов (мезенхимальных стволовых клеток костного мозга человека (MCK; SC) в контакт с:The purpose of the trial was to evaluate the cytocompatibility achieved after bringing osteoblast progenitor cells (human bone marrow mesenchymal stem cells (MCK; SC)) into contact with:
С этой целью были проведены следующие испытания:To this end, the following tests were carried out:
- клетки выращивали в среде без добавления материалов (отрицательный контроль);- cells were grown in the medium without the addition of materials (negative control);
- клетки выращивали в среде, обогащенной материалом по изобретению [Рецептура 15/C3S] (в концентрации, приблизительно равной 1 или 2 мг/мл); и- cells were grown in a medium enriched with the material according to the invention [
- клетки выращивали в среде, обогащенной частицами C3S (в концентрации, приблизительно равной 1 или 2 мг/мл).- cells were grown in medium enriched with C3S particles (at a concentration approximately equal to 1 or 2 mg/ml).
ПротоколProtocol
Испытание проводилось в трех фазах:The test was carried out in three phases:
(1) После посева клетки выращивали в течение 24 ч;(1) After seeding, cells were grown for 24 h;
(2) В пролиферативную среду (DMEM, содержащую 10% фетальной бычьей сыворотки и антибиотики в количестве 50 МЕ/мл) добавляли материал по изобретению [Рецептура 15/C3S] или частицы C3S.(2) Proliferative medium (DMEM containing 10% fetal bovine serum and antibiotics at 50 IU/ml) was added with the material of the invention [
Оценка цитосовместимости проводилась в отношении времени выращивания клеток на обогащенной среде:The assessment of cytocompatibility was carried out in relation to the time of cell growth on an enriched medium:
- кратковременный контакт (24 ч) для выявления предполагаемого немедленного токсического эффекта;- short-term contact (24 hours) to detect the expected immediate toxic effect;
- контакт промежуточной продолжительности (48 ч);- contact of intermediate duration (48 h);
- более длительный контакт (72 ч) для демонстрации предполагаемого воздействия (подавления или активации) материала на пролиферацию.- longer contact (72 h) to demonstrate the expected effect (suppression or activation) of the material on proliferation.
(3) Для измерения жизнеспособности клеток через 24 ч, 48 ч или 72 ч использовали спектрофотометр при длине волны 490 нм.(3) To measure cell viability after 24 hours, 48 hours or 72 hours, a spectrophotometer was used at a wavelength of 490 nm.
Результатыresults
Результаты (Фиг. 5) показывают, регенеративный материал по изобретению не явялется цитотоксичным для остеобластов человека.The results (FIG. 5) show that the regenerative material of the invention is not cytotoxic to human osteoblasts.
Следует отметить, что наилучшие результаты были получены с материалом по изобретению, полученным при использовании рецептуры 15 и нагруженным частицами C3S в концентрации приблизительно 2 мг/мл.It should be noted that the best results were obtained with the material of the invention prepared using
При использовании частиц C3S наблюдалось небольшое снижение жизнеспособности клеток. Это феномен может быть обусловлен повышением основности среды вследстие образования гидроксида кальция во время реакции гидратации частиц C3S в биологической среде.When using C3S particles, a slight decrease in cell viability was observed. This phenomenon may be due to an increase in the basicity of the medium due to the formation of calcium hydroxide during the hydration reaction of C3S particles in the biological medium.
Оказалось неожиданным, что при загрузке частиц C3S в матрикс по изобретению повышается жизнеспособность клеток, из чего следует, что матрикс по изобретению может стабилизировать рН среды во время гидратации частиц C3S.Surprisingly, cell viability is increased by loading C3S particles into the matrix of the invention, which means that the matrix of the invention can stabilize the pH of the medium during hydration of the C3S particles.
Пример 7: Остеобластная дифференцировка и минерализация в присутствии материалов по изобретениюExample 7 Osteoblastic Differentiation and Mineralization in the Presence of Materials of the Invention
7.1. Предварительное испытание7.1. preliminary test
Цель заключалась в том, чтобы оценить способность материала по изобретению [рецептуры 15/C3S] или частиц C3S (1 мг/мл) стимулировать остеобластную дифференцировку.The aim was to evaluate the ability of the material of the invention [
Этот эксперимент проводился на мезенхимальных стволовых клетках (МСК; MSC) костного мозга человека, которые выращивали на обогащенной минерализирующей среде.This experiment was carried out on human bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs), which were grown in an enriched mineralizing medium.
Микрофотографии методом светлопольной микроскопии получали в День 14.Micrographs by bright field microscopy were obtained on Day 14.
Результаты показали, что клетки, выраженные в прямом контакте с регенеративными материалами по изобретению (Фиг. 6С) или частицами C3S particles (Фиг. 6В) были сопоставимыми с клетками, выращенными в отсутствии этих добавок (Фиг. 6А). В скоплениях клеток наблюдались костеподобные минерализованные узелки, указывая на способность материалов по изобретению эффективно стимулировать остеодифференцировку МСК человека.The results showed that cells expressed in direct contact with the regenerative materials of the invention (FIG. 6C) or C3S particles (FIG. 6B) were comparable to cells grown in the absence of these additives (FIG. 6A). Bone-like mineralized nodules were observed in cell clumps, indicating the ability of the materials of the invention to effectively stimulate human MSC osteodifferentiation.
7.2. Испытания с окрашиванием7.2. Color tests
Способность к дифференцировке клеток МСК в остеобласты была изучена в присутствии материалов по изобретению (Рецептура 15). В качестве положительного контроля используют клетки отдельно (без материалов по изобретению). Окрашивание клеточных культур проводилось после выращивания в течение 7 дней, 14 дней и 21 дня. Микрофотографии методом светлопольной микроскопии получали через 7 дней, 14 дней и 21 день.The ability to differentiate MSC cells into osteoblasts was studied in the presence of materials according to the invention (Formulation 15). Cells alone (without the materials of the invention) are used as a positive control. Staining of cell cultures was performed after cultivation for 7 days, 14 days and 21 days. Microphotographs by bright field microscopy were obtained after 7 days, 14 days and 21 days.
7.2.1. Окрашивание на ЩФ7.2.1. Staining for alkaline phosphatase
Активность щелочной фосфатазы (ЩФ) является одним из маркеров клеточной дифференцировки стволовых клеток.Alkaline phosphatase (AP) activity is one of the markers of stem cell differentiation.
Для обнаружения активности щелочной фосфатазы проводилось окрашивание на ЩФ. Результаты показаны на Фиг. 9.Alkaline phosphatase activity was detected by staining for AP. The results are shown in FIG. nine.
Результаты показывают, что при приведении клеток в контакт с материалами по изобретению активность ЩФ повышается.The results show that when cells are brought into contact with the materials of the invention, ALP activity is increased.
7.2.2. Окрашивание по Von Kossa7.2.2. Staining by Von Kossa
Окрашивание in situ по Von Kossa позволяет обнаружить образование минерализованных узелков, особенно, кристаллов кальция. Результаты показаны на Фиг. 10.Von Kossa in situ staining reveals the formation of mineralized nodules, especially calcium crystals. The results are shown in FIG. 10.
Эти результаты подтверждают результаты, полученные при окрашивании на ЩФ.These results confirm the results obtained by staining for AP.
7.2.3. Окрашивание ализариновым красителем7.2.3. Staining with alizarin dye
Окрашивание ализариновым красителем позволяет обнаружить образование минерализованных узелков. Результаты показаны на Фиг. 11.Staining with alizarin dye reveals the formation of mineralized nodules. The results are shown in FIG. eleven.
При анализе фотографий, полученных методом светлопольной микроскопии, спектроскопия окрашивания в красный цвет (420 нм) позволяет выполнить количественное определение минерализованных продуктов, содержащихся в образцах.When analyzing photographs obtained by bright-field microscopy, red staining spectroscopy (420 nm) allows the quantitative determination of mineralized products contained in the samples.
Результаты подтверждают, что дифференцировка клеток МСК происходит быстрее в присутствии материалов по изобретению.The results confirm that MSC cell differentiation is faster in the presence of the materials of the invention.
7.3. Общий вывод7.3. General conclusion
Испытания с окрашиванием демонстрируют нетоксичность полимерного матрикса по рецептуре 15, загруженного частицами C3S (в концентрации 1 мг/мл). Ухудшения состояния клеток с течением времени не наблюдалось, и клетки в присутствии материала по изобретению способны самоорганизовываться с формированием трехмерной структуры и синтезировать внеклеточный матрикс. Более того, активность ЩФ и видимые костные минерализованные узелки показывают, что материал по изобретению не нарушает остеобластную дифференцировку клеток.Staining tests demonstrate the non-toxicity of
Пример 8: Испытание разложения (деградации)Example 8: Decomposition (degradation) test
Испытания разложения проводились, чтобы оценить резорбционную способность материалов по изобретению.Degradation tests were carried out to evaluate the resorption capacity of the materials of the invention.
Данное исследование проводилось в течение 12 недель с использованием материалов, имеющих полимерный матрикс, полученный с использованием рецептур 2, 15 и 19, как описано выше.This study was conducted for 12 weeks using materials having a polymer matrix obtained using
Перед загрузкой C3S все материалы подвергали 100% разложению структуры посредством солюбилизации в течение нескольких минут.Before loading C3S, all materials were subjected to 100% decomposition of the structure by solubilization for several minutes.
Эволюция разложения после загрузки C3S показана на Фиг. 8.The degradation evolution after C3S loading is shown in FIG. 8.
Результаты показывают, что с течением времени все материалы по изобретению подвергаются разложения: через 12 недель материалы утрачивают от 20% до 33% массы. Серия гистограмм демонстрирует, что при содержании и альгината, и хитозана в полимерном матриксе, достигается более эффективное разложение.The results show that over time, all materials according to the invention decompose: after 12 weeks, the materials lose from 20% to 33% of the mass. A series of histograms demonstrates that when the content of both alginate and chitosan in the polymer matrix, more efficient decomposition is achieved.
Эти результаты демонстрируют, что материалы по изобретению совместимы с кинетикой регенерации клеток. Пример 9: Экспрессия геновThese results demonstrate that the materials of the invention are compatible with the kinetics of cell regeneration. Example 9 Gene Expression
Для того чтобы подтвердить результаты испытаний с окрашиванием был выполнен анализ уровня экспрессии некоторых маркеров остеобластов (факторов транскрипции остеобластов и маркеров костных белков) методом ПЦР с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) на 7-й, 14-й и/или 21-й день после приведения клеток МСК в контакт с материалом по изобретению, полученным при использовании рецептуры 15 и загруженным C3S. Выполнено сравнение (а) клеток МСК, находящихся в среде, (b) клеток МСК, находящихся в среде, в присутствии материал по изобретению, и (с) среды, содержащей только частицы C3S.In order to confirm the results of the staining tests, the expression level of several osteoblast markers (osteoblast transcription factors and bone protein markers) was analyzed by reverse transcriptase PCR (RT-PCR) on days 7, 14 and/or 21 after bringing the MSC cells into contact with the material according to the invention obtained using
9.1. Ранние факторы дифференцировки9.1. Early differentiation factors
Через 21 день было выполнено количественное определение мРНК следующих факторов дифференцировки:After 21 days, mRNA was quantified for the following differentiation factors:
RunX2: фактора транскрипции, связанного с карликовостью 2;RunX2: transcription factor associated with dwarfism 2;
Dlx5: гомеобокса гена distal-less 5;Dlx5:
Coll1: коллагена 1;Coll1: Collagen 1;
И ЩФ: щелочной фосфатазы.And alkaline phosphatase: alkaline phosphatase.
Результаты были нормализованы по уровню экспрессии генов RS15 (рибосомального белка S15 субчастицы 40 S) и ТВР (связывающего белка ТАТА-бокса).The results were normalized by the level of expression of the RS15 (ribosomal protein S15 subunit 40 S) and TBP (TATA-box binding protein) genes.
Результаты (Фиг. 12) показывают достигавшееся через 21 день значимое различие между клетками МСК (а) находившимися в среде без добавок и (b) клетками, находившимися в присутствии материала по изобретению.The results (FIG. 12) show a significant difference achieved after 21 days between MSC cells (a) in the medium without additives and (b) cells in the presence of the material of the invention.
9.2. Поздние факторы дифференцировки9.2. Late differentiation factors
На 7-й, 14-й и/или 21-й день проводилось количественное определение мРНК следующих факторов дифференцировки: BSP (КСП): костного сиалопротеина; SPP1: остеопонтина.On the 7th, 14th and/or 21st day, the mRNA of the following differentiation factors was quantified: BSP (BSP): bone sialoprotein; SPP1: osteopontin.
Результаты были нормализованы по уровню экспрессии генов RS15 (рибосомального белка S15 субчастицы 40 S) и ТВР (связывающего белка ТАТА-бокса).The results were normalized by the level of expression of the RS15 (ribosomal protein S15 subunit 40 S) and TBP (TATA-box binding protein) genes.
Результаты (Фиг. 13) показывают значимое различие между клетками МСК (а) находившимися в среде без добавок и (b) клетками, находившимися в присутствии материала по изобретению, достигавшемуся через 21 день.The results (Fig. 13) show a significant difference between MSC cells (a) in the medium without additives and (b) cells in the presence of the material according to the invention, reached after 21 days.
Результаты (Фиг. 13) показывают, что различие между клетками МСК (а) находившимися в среде без добавок и (b) находившимися в присутствии материала по изобретению, достигалось уже на 7-й день. Особенно заметное различие наблюдалось через 14 и 21 дней для SPP1, и после 21 дня для КСП. 9.3.The results (Fig. 13) show that the difference between MSC cells (a) in the medium without additives and (b) in the presence of the material according to the invention was achieved already on the 7th day. A particularly noticeable difference was observed after 14 and 21 days for SPP1, and after 21 days for CSP. 9.3.
Общий выводGeneral conclusion
Анализ экспрессии генов показывает, что материал по изобретению стимулирует экспрессию генов, необходимую для остеобластной дифференцировки. Результаты также свидетельствуют о том, что такая стимуляция осуществляется на ранних стадиях и сохраняется в течение более длительного времени.Analysis of gene expression shows that the material according to the invention stimulates the expression of genes necessary for osteoblastic differentiation. The results also indicate that such stimulation occurs early and lasts longer.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP17305444.6 | 2017-04-13 | ||
| EP17305444.6A EP3388092A1 (en) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | Connective tissues, such as bone, dentin or pulp, regenerative material comprising calcium silicate |
| EP17203635 | 2017-11-24 | ||
| EP17203635.2 | 2017-11-24 | ||
| PCT/EP2018/059563 WO2018189384A1 (en) | 2017-04-13 | 2018-04-13 | Connective tissues, such as bone, dentin or pulp, regenerative material comprising calcium silicate |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019138446A RU2019138446A (en) | 2021-05-28 |
| RU2019138446A3 RU2019138446A3 (en) | 2021-07-29 |
| RU2788658C2 true RU2788658C2 (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2005116305A (en) * | 2002-10-31 | 2006-01-20 | Сербио Тех Аб (Se) | METHOD FOR PRODUCING STRUCTURED CERAMIC COATINGS AND DEVICES WITH COATINGS OBTAINED BY THIS METHOD |
| RU2379061C2 (en) * | 2004-09-10 | 2010-01-20 | Докса АБ | Absorbable ceramic compositions |
| RU2532385C2 (en) * | 2008-12-19 | 2014-11-10 | Индустри Биомедише Инсубри С/А | Bone implant matrix and method for preparing it |
| RU2609870C2 (en) * | 2011-07-13 | 2017-02-06 | КАДОРЕЛЬ Катрин | Composite part to endosseous implantation and method of said part making |
| WO2017031906A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 华南理工大学 | Bone repair porous compound stent based on 3d -bioplotter printing technology and preparation method therefor |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2005116305A (en) * | 2002-10-31 | 2006-01-20 | Сербио Тех Аб (Se) | METHOD FOR PRODUCING STRUCTURED CERAMIC COATINGS AND DEVICES WITH COATINGS OBTAINED BY THIS METHOD |
| RU2379061C2 (en) * | 2004-09-10 | 2010-01-20 | Докса АБ | Absorbable ceramic compositions |
| RU2532385C2 (en) * | 2008-12-19 | 2014-11-10 | Индустри Биомедише Инсубри С/А | Bone implant matrix and method for preparing it |
| RU2609870C2 (en) * | 2011-07-13 | 2017-02-06 | КАДОРЕЛЬ Катрин | Composite part to endosseous implantation and method of said part making |
| WO2017031906A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 华南理工大学 | Bone repair porous compound stent based on 3d -bioplotter printing technology and preparation method therefor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OLIVEIRA A.L. et al., Biomimetic coating of starch based polymeric foams produced by a calcium silicate based methodology, Key Engineering materials, 2003, vol. 240-242, p. 101-104. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xing et al. | Chitin-hydroxyapatite-collagen composite scaffolds for bone regeneration | |
| Tao et al. | In vitro and in vivo studies of a gelatin/carboxymethyl chitosan/LAPONITE® composite scaffold for bone tissue engineering | |
| Levengood et al. | Chitosan-based scaffolds for bone tissue engineering | |
| Li et al. | Alkaline phosphatase enzyme-induced biomineralization of chitosan scaffolds with enhanced osteogenesis for bone tissue engineering | |
| Divband et al. | Bioactive chitosan biguanidine-based injectable hydrogels as a novel BMP-2 and VEGF carrier for osteogenesis of dental pulp stem cells | |
| Müller et al. | A new printable and durable N, O-carboxymethyl chitosan–Ca 2+–polyphosphate complex with morphogenetic activity | |
| Kouhi et al. | Injectable gellan gum/lignocellulose nanofibrils hydrogels enriched with melatonin loaded forsterite nanoparticles for cartilage tissue engineering: Fabrication, characterization and cell culture studies | |
| CN107349470B (en) | Preparation method of inorganic nanoparticle reinforced hydrogel and application of inorganic nanoparticle reinforced hydrogel in artificial periosteum | |
| US20090022770A1 (en) | Chitosan Compositions | |
| JP2010273847A (en) | High-density porous composite | |
| Abarrategi et al. | Improvement of porous β-TCP scaffolds with rhBMP-2 chitosan carrier film for bone tissue application | |
| Sadeghian et al. | Dentin extracellular matrix loaded bioactive glass/GelMA support rapid bone mineralization for potential pulp regeneration | |
| EP3609549B1 (en) | Connective tissues, such as bone, dentin or pulp, regenerative material comprising calcium silicate | |
| RU2788658C2 (en) | Regenerative material of connective tissues, method for obtaining regenerative material, use of regenerative material, implant | |
| Osmond et al. | Rapidly curing chitosan calcium phosphate composites as dental pulp capping agents | |
| Chang et al. | In vitro characterization of porous calcium phosphate scaffolds capped with crosslinked hydrogels to avoid inherent brittleness | |
| Bastami et al. | Addition of Bone‐Marrow Mesenchymal Stem Cells to 3D‐Printed Alginate/Gelatin Hydrogel Containing Freeze‐Dried Bone Nanoparticles Accelerates Regeneration of Critical Size Bone Defects | |
| Sezer et al. | In vivo performance of poly (ε-caprolactone) constructs loaded with gentamicin releasing composite microspheres for use in bone regeneration | |
| EP3388092A1 (en) | Connective tissues, such as bone, dentin or pulp, regenerative material comprising calcium silicate | |
| Qiu et al. | Preparation of an injectable and photocurable carboxymethyl cellulose/hydroxyapatite composite and its application in cranial regeneration | |
| Yang et al. | Effect of Dehydrothermal Treatment on the Structure and Properties of a Collagen-Based Heterogeneous Bilayer Membrane | |
| RU2804689C2 (en) | Method for producing a composite hydrogel formed in situ to replace osteochondral defects | |
| TWI835690B (en) | Injectable hydrogel for treatment of segmental bone defect | |
| Menarbazari et al. | 3D-printed polycaprolactone/tricalcium silicate scaffolds modified with decellularized bone ECM-oxidized alginate for bone tissue engineering | |
| Mahalia | Development of alginate hydrogels for bone regeneration |