Układy polimerowe formowane in situ do zastosowań biomedycznych. Cz. I. Implanty wstrzykiwalne

Śmiga-Matuszowicz, M.; Korytkowska-Wałach, A.; Łukaszczyk, J.

doi:10.14314/polimery.2015.149

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Układy polimerowe formowane in situ do zastosowań biomedycznych. Cz. I. Implanty wstrzykiwalne

Autorzy

Śmiga-Matuszowicz M. , Korytkowska-Wałach A. , Łukaszczyk J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.149

Warianty tytułu

Polymeric in situ forming systems forbiomedical applications. Part I. Injectable implants

Języki publikacji

Abstrakty

Artykuł stanowi przegląd literatury (111 poz. lit.) dotyczącej polimerowych implantów formowanych w miejscu wprowadzenia do organizmu. Materiały takie mogą pełnić zarówno funkcję konstrukcyjną, jak też służyć jako nośnik substancji bioaktywnych. Implanty formowane in situ (ISFI) można otrzymać w wyniku reakcji grup funkcyjnych składników układu lub w wyniku procesów fizycznych. Omówiono ISFI stosowane w charakterze rusztowań wstrzykiwalnych, przeznaczonych do wspomagania regeneracji tkanek, a także wykorzystywane jako układy kontrolowanego uwalniania leków, ze szczególnym uwzględnieniem preparatów używanych w praktyce klinicznej. Skoncentrowano się na układach formowanych w wyniku separacji fazy stałej, opartych na poliestrach alifatycznych zaakceptowanych do zastosowań biomedycznych. Omówiono skład takich układów oraz wpływ rodzaju rozpuszczalnika i masy molowej użytego polimeru na szybkość tworzenia implantu, a także kinetykę uwalniania zawartej w nim substancji bioaktywnej.

The paper is a literature review with 111 references on the polymeric implants forming in the site of incorporation into organism. This kind of materials may have only a structural function, but they can also serve as carriers of bioactive compounds in the treated site. In situ forming implants (ISFI) can be obtained by reaction of functional groups contained in the system components or as a result of physical processes. ISFI serving as injectable scaffolds intended for tissue regeneration and the requirements that should be fulfilled by these materials are presented. Also, various ideas for using ISFI as controlled drug delivery systems, in particular clinically used materials, are described. The attentionis focused on the systems solidifying by solid phase separation, based on aliphatic polyesters accepted for biomedical applications. The composition of these systems and the influence of solvent and polymer molecular weight on the rate of implant formation as well as kinetics of bioactive substance release are discussed.

Słowa kluczowe

implanty polimerowe rusztowania wstrzykiwalne wstrzykiwalne układy kontrolowanego dostarczania leku

polymeric implants injectable scaffolds injectable drug delivery systems

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2015

Tom

T. 60, nr 3

Strony

149--159

Opis fizyczny

Bibliogr. 111 poz., rys.

Twórcy

autor

Śmiga-Matuszowicz M.

monika.smiga-matuszowicz@polsl.pl

Politechnika Śląska, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, ul. M. Strzody 9, 44-100 Gliwice

autor

Korytkowska-Wałach A.

Politechnika Śląska, Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii, ul. Krzywoustego 4, 44-100 Gliwice

autor

Łukaszczyk J.

Politechnika Śląska, Katedra Fizykochemii i Technologii Polimerów, ul. M. Strzody 9, 44-100 Gliwice

Bibliografia

[1] http://www.fda.gov/medicaldevices/deviceregulationandguidance/howtomarketyourdevice/investigationaldeviceexemptionide/ucm046698.htm (akces 17.01.2014)
[2] Kempe S., Mäder K.: J. Control. Release 2012, 161, 668. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2012.04.016
[3] Kretlow J.D., Klouda L., Mikos A.G.: Adv. Drug Deliv. Rev. 2007, 59, 263. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2007.03.013
[4] Hou Q., De Bank P.A., Shakesheff K.M.: J. Mater. Chem. 2004, 14, 1915. http://dx.doi.org/10.1039/b401791a
[5] Hatefi A., Amsden B.: J. Control. Release 2002, 80, 9. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-3659(02)00008-1
[6] Shalaby S.W., Salz U.: “Polymers for dental and orthopedic applications”, CRC Press, Boca Raton 2007, str. 13—67.
[7] Moszner R., Salz U.: Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 535. http://dx.doi.org/10.1016/S0079-6700(01)00005-3
[8] Łukaszczyk J.: Polimery 2004, 49, 79.
[9] Lewis G.: J. Biomed. Mater. Res., Part B 2006, 76B, 456. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30398
[10] Lewis G.: J. Biomed. Mater. Res., Part B 2008, 84B, 301. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.30873
[11] Lewis G.: J. Biomed. Mater. Res., Part B 2011, 98B, 171. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.31835
[12] Łukaszczyk J., Śmiga-Matuszowicz M.: Polimery 2010, 55, 83.
[13] Domb A.J., Manor N., Elmalak O.: Biomaterials 1996, 17, 411. http://dx.doi.org/10.1016/0142-9612(96)89657-8
[14] Skrobot J., El Fray M.: Polimery 2010, 55, 267.
[15] Temenoff J.S., Mikos A.G.: Biomaterials 2000, 21, 2405. http://dx.doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00108-3
[16] “Biofunctionality and biocompatibility” (red.Williams D.F.), Materials Science and Technology, tom 14, VCH,Weinheim 1992.
[17] Ludskog J.: Scand. J. Plast. Reconstr. Surg. Suppl. 1972, 9, 1.
[18] Karageorgiou V., Kaplan D.: Biomaterials 2005, 26, 5474. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.02.002
[19] Santos M.I., Reis R.L.: Macromol. Biosci. 2010, 10, 12. http://dx.doi.org/10.1002/mabi.200900107
[20] Li X.,Wang L., Fan Y., Feng Q., Cui F.Z.,Watari F.: J. Biomed. Mater. Res., Part A 2013, 101A, 2424. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.34539
[21] Goonoo N., Bhaw-Luximon A., Bowlin G.L., Jhurrya D.: Polym. Int. 2013, 62, 523. http://dx.doi.org/10.1002/pi.4474
[22] Vo T.N., Kasper F.K., Mikos A.G.: Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 1292. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2012.01.016
[23] Reis R.L., San Roman J.: “Biodegradable systems in tissue engineering and regenerative medicine”, CRC Press, Boca Raton 2005.
[24] Pat. USA 2003/0 161 858 A1 (2003).
[25] Pat. USA 7 964 207 B2 (2011).
[26] Nilsson M., Wang J.-S., Wielanek L., Tanner K.E, Lidgren L.: J. Bone Joint Surg. 2004, 86-B, 120. http://dx.doi.org/10.1302/0301-620X.86B1.14040$2.00
[27] http://www.bonesupport.com/cerament/cerament.html (akces 20.01.2014)
[28] http://www.klsmartin.com (akces 20.01.2014)
[29] Fedak P.W.M., Kieser T.M., Maitland A.M. i in.: Ann. Thorac. Surg. 2011, 92, 1444. http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.05.014
[30] Fedak P.W.M., Kolb E., Borsato G. i in.: Ann. Thorac. Surg. 2010, 90, 979. http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2010.05.009
[31] Bonzani I.C., Adhikari R., Houshyar S., Mayadunne R., Gunatillake P., Stevens M.M.: Biomaterials 2007, 28, 423. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2006.08.026
[32] Adhikari R., Gunatillake P., Griffiths I., Tatai L., Wickramaratna M., Houshyar S. i in.: Biomaterials 2008, 29, 3762. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2008.06.021
[33] Pat. USA 08 343 472 (2013).
[34] Pat. USA 08 529 880 (2013).
[35] Hafeman A.E., Li B., Yoshii T., Zienkiewicz K., Davidson J.M., Guelcher S.A.: Pharm. Res. 2008, 25, 2387. http://dx.doi.org/10.1007/s11095-008-9618-z
[36] Adhikari R., Danon S.J., Bean P., Le T., Gunatillake P. i in.: J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2010, 21, 1081. http://dx.doi.org/10.1007/s10856-009-3955-2
[37] Peroglio M., Gremillard L., Eglin D. i in.: Acta Biomater. 2010, 6, 3808. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2010.03.018
[38] Adolph E.J., Hafeman A.E., Davidson J.M. i in.: J. Biomed. Mater. Res., PartA2012, 100A, 450. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.33266
[39] Timmer M.D., Shin H., Horch R.A. i in.: Biomacromolecules 2003, 4, 1026. http://dx.doi.org/10.1021/bm0300150
[40] Wang M.O., Etheridge J.M., Thompson J.A. i in.: Biomacromolecules 2013, 14, 1321. http://dx.doi.org/10.1021/bm301962f
[41] Peter S.J., Kim P., Yasko A.W. i in.: J. Biomed. Mater. Res., Part A 1999, 44A, 314. http://dx.doi .org/10.1002/(SICI)1097-4636(19990305)44:3%C314::AID-JBM10%3E3.3.CO;2-N
[42] He S., Timmer M.D., Yaszemski M.J. i in.: Polymer 2001, 42, 1251. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(00)00479-1
[43] Timmer M.D., Ambrose C.G., Mikos A.G.: J. Biomed. Mater. Res., Part A 2003, 66A, 811. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.10011
[44] Fisher J.P., Holland T.A., Dean D., Mikos A.G.: Biomacromolecules 2003, 4, 1335. http://dx.doi.org/10.1021/bm0300296
[45] Lee K.-W., Wang S., Yaszemski M.J., Lu L.: Biomaterials 2008, 29, 2839. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2008.03.030
[46] Cai Z.-Y., Yang D.-A., Zhang N., Ji C.-G., Zhu L., Zhang T.: Acta Biomater. 2009, 5, 628. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2008.09.016
[47] Sitharaman B., Shi X., Walboomers X.F. i in.: Bone 2008, 43, 362. http://dx.doi.org/10.1016/j.bone.2008.04.013
[48] Horch R.A., Shahid N., Mistry A.S. i in.: Biomacromolecules 2004, 5, 1990. http://dx.doi.org/10.1021/bm049768s
[49] Kim C.W., Talac R., Lu L. i in.: J. Biomed. Mater. Res., Part A 2008, 85A, 1114. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.31633
[50] Mitha M.K., Jayabalan M.: J. Mater. Sci.: Mater. Med. 2009, 20, S203. http://dx.doi.org/10.1007/s10856-008-3518-y
[51] Cai L.,Wang S.: Biomaterials 2010, 31, 7423. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.06.028
[52] Cai L.,Wang K.,Wang S.: Biomaterials 2010, 31, 4457. http://dx.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.02.020
[53] Wang K., Cai L.,Wang S.: Polymer 2011, 52, 2827. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2011.04.048
[54] Hacker M.C., Haesslein A., Ueda H. i in.: J. Biomed. Mater. Res. 2009, 88A, 976. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.31942
[55] Ueda H., Hacker M.C., Haesslein A. i in.: J. Biomed. Mater. Res. 2007, 83A, 656. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.31226
[56] Haesslein A., Ueda H., Hacker M., Jo S., AmmonD. i in.: J. Control. Release 2006, 114, 251. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2006.05.024
[57] Haesslein A., Hacker M., Mikos A.: Acta Biomater. 2008, 4, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2007.08.011
[58] Haesslein A., Hacker M., Ueda H. i in.: J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2009, 20, 49. http://dx.doi.org/10.1163/156856208X393491
[59] Jakubiak J., Rabek J.F.: „Stosowana fotochemia polimerów”, w pracy zbiorowej „Fotochemia Polimerów. Teoria i zastosowanie” (red. Pączkowski J.), Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2003.
[60] Allen T.M., Cullis P.R.: Adv. Drug Delivery Rev. 2013, 65, 36. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2012.09.037
[61] Bochot A., Fattal E.: J. Control. Release 2012, 161, 628. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2012.01.019
[62] Jelonek K., Kasperczyk J.: Polimery 2013, 58, 858. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2013.858
[63] Sinha V.R., Trehan A.: J. Control. Release 2003, 90, 261. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-3659(03)00194-9
[64] Couvreur P.: Adv. Drug Delivery Rev. 2013, 65, 21. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2012.04.010
[65] Brigger I., Dubernet C., Couvreur P.: Adv. Drug Delivery Rev. 2012, 64, 24. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2012.09.006
[66] Rhee Y.S., Park C.M., DeLuca P.P., Mansour H.M.: Pharm. Tech. 2010, 1 Nov., s6.
[67] Thakur R.R.S., McMillan H.L., Jones D.S.: J. Control. Release 2014, 176, 8. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2013.12.020
[68] Thrimawithana T.R., Young S., Bunt C.R. i in.: Drug Discovery Today 2011, 16, 270. http://dx.doi.org/10.1016/j.drudis.2010.12.004
[69] Packhaeuser C.B., Schnieders J., Oster C.G., Kissel T.: Eur. J. Pharm. Biopharm. 2004, 58, 445. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejpb.2004.03.003
[70] Agarwal P., Rupenthal I.D.: Drug Discovery Today 2013, 18, 337. http://dx.doi.org/10.1016/j.drudis.2013.01.013
[71] Pat. USA 4 938 763 (1990).
[72] Dunn R.L.: Drugs Pharma. Sci. 2003, 126, 674.
[73] Stoller N.H., Johnson L.R., Trapnell S., Harrold C.Q., Garret S.: J. Periodontol. 1998, 69, 1085. http://dx.doi.org/10.1902/jop.1998.69.10.1085
[74] http://www.zila.com/atrisorb/ (akces: 20.01.2014)
[75] Sartor O.: Urology 2003, 61, 25. http://dx.doi.org/10.1016/S0090-4295(02)02396-8
[76] http://www.abbvie.com/products/home.html (akces: 20.01.2014)
[77] James R.A., Connel M.M.C., Roberts G.A. i in.: J. Clin. Endocrinol. Metab. 2002, 87, 4554. http://dx.doi.org/10.1210/jc.2001-012012
[78] http://www.durect.com/wt/durect/page_name/postop (akces: 20.01.2014)
[79] Lu Y., Yu Y., Tang X.: J. Pharm. Sci. 2007, 96, 3252. http://dx.doi.org/10.1002/jps.21091
[80] Zhang Y., Chan H.F., Leong K.W.: Adv. Drug Delivery Rev. 2013, 65, 104. http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2012.10.003
[81] Jelonek K., Kasperczyk J.: Polimery 2013, 58, 654. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2013.654
[82] Zare M., Mobedi H., Barzin J. i in.: J. App. Polym. Sci. 2008, 107, 3781. http://dx.doi.org/10.1002/app.27520
[83] Kranz H., Bodmeier R.: Int. J. Pharmacol. 2007, 332, 107. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2006.09.033
[84] Brodbeck K.J., Pushpala S., McHugh A.J.: Pharm. Res. 1999, 16, 1825. http://dx.doi.org/10.1023/A:1018943107688
[85] Tang Y., Singh J.: Int. J. Pharmacol. 2008, 357, 119. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2008.01.053
[86] Wischke C., Zhang S., Mittal S., Schwendeman S.P.: Pharm. Res. 2010, 27, 2063. http://dx.doi.org/10.1007/s11095-010-0202-y
[87] Dong S.,Wang S., Zheng C., LiangW., Huang Y.: Soft Matter. 2011, 7, 5873. http://dx.doi.org/10.1039/c1sm05310h
[88] www.sigmaaldrich.com (akces 21.01.2014).
[89] Algin Yapar E., Ari N., Baykara T.: Turk. J. Pharm. Sci. 2010, 7, 9.
[90] Liu H., Venkatraman S.S.: J. Pharm. Sci. 2012, 101, 1783. http://dx.doi.org/10.1002/jps.23065
[91] Graham P.D.D., Brodbeck K.J., McHugh A.J.: J. Control. Release 1999, 58, 233. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-3659(98)00158-8
[92] McHugh A.J.: J. Control. Release 2005, 109, 211. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2005.09.038
[93] Raman C., McHugh A.J.: J. Control. Release 2005, 102, 145. http://dx.doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.09.022
[94] Patel R.B., Carlson A.N., Solorio L., Exner A.A.: J. Biomed. Mater. Res., Part A 2010, 94A, 456. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.a.32724
[95] Astaneh R., Erfan M., Moghimi H., Mobedi H.: J. Pharm. Sci. 2009, 98, 135. http://dx.doi.org/10.1002/jps.21415
[96] Eliaz R.E., Kost J.: J. Biomed. Mater. Res. 2000, 50, 388. http:// dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4636(20000605)50:3%3C388::AID-JBM13%3E3.0.CO;2-F
[97] Liu Q., Zhang H., Zhou G. i in.: Int. J. Pharm. 2010, 397, 122. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2010.07.015
[98] Lee J., Jallo G.I., Penno M.B. i in.: Toxicol. Appl. Pharmacol. 2006, 215, 64. http://dx.doi.org/10.1016/j.taap.2006.02.009
[99] Lin X., Yang S., Jinxing G. i in.: J. Mater. Sci. Mater. Med. 2012, 23, 443. http://dx.doi.org/10.1007/s10856-011-4521-2
[100] Lu Y., Tang X., Cui Y. i in.: Eur. J. Pharm. Biopharm. 2008, 68, 422. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejpb.2007.05.016
[101] Royals M.A., Fujita S.M., Yewey G.L. i in.: J. Biomed. Mater. Res. 1999, 45, 231. http://dx.doi .org/10.1002/(SICI)1097-4636(19990605)45:3%3C231::AID-JBM11%3E3.0.CO;2-H
[102] Kranz H., Brazeau G.A., Napaporn J. i in.: Int. J. Pharm. 2001, 212, 11. http://dx.doi.org/10.1016/S0378-5173(00)00568-8
[103] Kranz H., Bodmeier R.: Eur. J. Pharm. Sci. 2008, 34, 164. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejps.2008.03.004
[104] Chitkara D., Shikanov A., Kumar N., Domb A.J.: Macromol. Biosci. 2006, 6, 977. http://dx.doi.org/10.1002/mabi.200600129
[105] Amsden B., Hatefi A., Knight D., Bravo-Grimaldo E.: Biomacromolecules 2004, 5, 637. http://dx.doi.org/10.1021/bm034457n
[106] Dordunoo S.K., Oktaba A.M.C., HunterW. i in.: J. Control. Release 1997, 44, 87. http://dx.doi.org/10.1016/S0168-3659(96)01510-6
[107] Einmahl S., Behar-Cohen F., Tabatabay C. i in.: J. Biomed. Mater. Res. 2000, 50, 566. http://dx.doi.org/10.1002/(SICI)1097-4636(20000615)50:4%3C566::AID-JBM12%3E3.0.CO;2-M
[108] Tomkins A., Kontopoulou M., Amsden B.: J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 2005, 16, 1009. http://dx.doi.org/10.1163/1568562054414694
[109] Heller J., Barr J., Ng S.Y. i in.: Eur. J. Pharm. Biopharm. 2000, 50, 121. http://dx.doi.org/10.1016/S0939-6411(00)00085-0
[110] Einmahl S., Capancioni S., Schwach-Abdellaoui K. i in.: Adv. Drug Delivery Rev. 2001, 53, 45. http://dx.doi.org/10.1016/S0169-409X(01)00220-4
[111] Lopez A., Persson C., Hilborn J., Rojas R.: Polym. Adv. Tech. 2013, 24, 15. http://dx.doi.org/10.1002/pat.3042

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-7da68268-3794-434d-8bfc-5be55c7125ea