Biomateriały implantacyjne dotowane srebrem – próby wstępne. Cz.1 – Materiały gipsowe

• Autorzy: Jaegermann Z. , Michałowski S. , Ciołek L. , Wiśniewski Z.

Warianty tytułu

EN

Silver containing biomaterials – preliminary studies. Part 1 – Gypsum implants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prac nad implantacyjnymi biomateriałami dotowanymi srebrem było opracowanie wstępnych założeń otrzymywania materiałów gipsowych i kalcytowych wykazujących działanie bakteriobójcze. Opis wyników prowadzonych prac podzielono na dwie części, które ukażą się w kolejnych numerach czasopisma. Istotą zadania opisanego w niniejszym artykule było dobranie sposobu dotowania materiałów gipsowych nanocząstkami srebra i przeprowadzenie badań skuteczności przeciwbakteryjnej otrzymanych materiałów. Do przygotowania materiałów gipsowych wykorzystano półwodny siarczan wapnia odmiany α oraz roztwory koloidalne srebra. Przygotowano pięć rodzajów próbek gipsowych i przeprowadzono badania ich właściwości fizycznych. Badania skuteczności przeciwbakteryjnej dla wybranych próbek przeprowadzono metodą rozcieńczeń z wykorzystaniem pałeczki ropy błękitnej Pseudomonas aeruginosa i gronkowca złocistego Staphylococcus aureus. Wyniki przeprowadzonych wstępnych badań wykazały, że zastosowana metoda otrzymywania materiałów gipsowych zawierających srebro daje szansę na uzyskanie materiałów wykazujących działanie przeciwbakteryjne w stosunku do użytych mikroorganizmów. Udowodniono również, że działanie przeciwbakteryjne badanych próbek zależy zarówno od ich składu chemicznego, jak i od rodzaju użytych bakterii.

EN

The aim of the work on implant biomaterials containing silver was to develop initial assumptions on the production of gypsum and calcite materials showing bactericidal effect. The description of results was divided into two parts, which will appear in consecutive issues of the magazine. The essence of the research described in this article consisted in choosing the method of adding of silver nanoparticles to gypsum material, as well as in testing antimicrobial efficacy of the materials obtained. Calcium sulfate hemihydrate and colloidal silver solutions were used for the preparation of gypsum implants. Five types of gypsum samples were prepared and their physical properties were tested. Antimicrobial activity studies of selected samples were performed by dilution method using Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. The results of preliminary studies have shown that the method of silver doping of gypsum materials is a way of obtaining implants with antibacterial activity, in the case of microorganisms used in the research. It was also shown that the antibacterial effect of test samples depended on both the chemical composition and the type of bacteria applied.

Słowa kluczowe

PL

implantologia; implant; gips; domieszkowanie; biomateriał; właściwości bakteriobójcze; nanosrebro

EN

implantology; implant; gypsum; doping; biomaterial; bactericidal properties; nanosilver

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 8, nr 22
• Strony: 23--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jaegermann Z.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

autor

Michałowski S.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

autor

Ciołek L.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

autor

Wiśniewski Z.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

Bibliografia

• [1] Mousset B. et al., Biodegradable implants for potential use in bone infection, „International Orthopaedics (SICOT)” 1995, Vol. 19, s. 157–161.
• [2] Dacquet V. et al., Antibiotic-impregnated plaster of paris beads – trials with teicoplanin, „Clinical Orthopaedics and Related Research” 1992, Vol. 282, s. 241–249.
• [3] Landi E. et al., Calcium phosphate ceramics as drug-delivery system for anticancer therapy, [w:] Bioceramics 13, Key Engineering Materials, ed. S. Giannini, A. Moroni, Bologna 2001, s. 192–195, 901–904.
• [4] Gautier H. et al., Isostatic compresion, a new process for incorporating vancomycin into biphasic calcium phosphate: comparison with a classical method, „Biomaterials” 2000, Vol. 21, s. 243–249.
• [5] Yu D. et al., Self-setting hydroxyapatite cement: A novel skeletal drug-delivery system for antibiotics, „Journal of Pharmaceutical Sciences” 1992, Vol. 81, Issue 6, s. 529–536.
• [6] Solberg B.D. et al., Efficacy of gentamycin-impregnated resorbable hydoxyapatite cement in treating osteomyelitis in a rat model, „Journal of Orthopaedic Trauma” 1999, Vol. 13, Issue 2, s. 102–106.
• [7] Ślósarczyk A. et al., The pentoxifilline release from drug-loaded hydroxyapatite implants, „Biomaterials” 2000, Vol. 21, s. 1215–1221.
• [8] Kawanabe K. et al., Treatment of osteomyelitis with antibiotic-soaked porous glass ceramic, „Journal of Bone and Joint Surgery” 1998, Vol. 80-B, Issue 3, s. 527–530.
• [9] Kanellakopoulou K. et al., Lactic acid polymers as biodegradable carriers of fluoroquinolones: An in vitro study, „Antimicrobial Agents and Chemotherapy” 1999, Vol. 43, s. 714–716.
• [10] Liu S.J. et al., In vitro elution of vancomycin from biodegradable beads, „Journal of Biomedical Materials Research” 1999, Vol. 48, Issue 5, s. 613–620.
• [11] Burd T.A. et al., In vitro elution of tobramycin from bioabsorbable polycaprolactone beads, „Journal of Orthopaedic Trauma” 2001, Vol. 15, Issue 6, s. 424–428.
• [12] Yagmurlu M.F. et al., Sulbactam-cefoperazone polyhydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate (PHBV) local antibiotic delivery system: In vivo effectiveness and biocompatibility in the treatment of implant-related experimental osteomyelitis, „Journal of Biomedical Materials Research” 1999, Vol. 46, Issue 4, s. 494–503.
• [13] Korkusuz F. et al., In vivo response to biodegradable controlled antibiotic release system, „Journal of Biomedical Materials Research” 2001, Vol. 55, s. 217–228.
• [14] Stemberger A. et al., Local treatment of bone and soft tissue infections with the collagen-gentamycin sponge, „European of Journal Surgery” 1997, Vol. 163, supl. 578, s. 17–26.
• [15] Polesiński Z., Karaś J., Jaegermann Z., Ceramiczne wszczepy antybakteryjne, „Szkło i Ceramika” 2003, nr 1, s. 2–9.
• [16] Lewandowski R., Grzybowski J., Karaś J., Jaegermann Z., Polesiński Z., Kinetyka uwalniania antybiotyków z implantów ceramicznych, „Polimery w Medycynie” 2003, nr 3, s. 3–11.
• [17] Paluch D., Pielka S., Solski L., Karaś J., Jaegermann Z., Michałowski S., Badania działania cytotoksycznego porowatych implantów korundowych z dodatkiem antybiotyku, „Inżynieria Biomateriałów” 2004, nr 37, s. 39–41.
• [18] Ciołek L., Karaś J., Badania właściwości fizykochemicznych bioszkieł domieszkowanych srebrem wytwarzanych metodą zol-żel, „Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych” 2009, nr 3, s. 13–25.
• [19] Ciołek L., Karaś J., Badania właściwości fizykochemicznych i biologicznych in vitro bioszkieł ze srebrem wytworzonych metodą zol-żel, „Szkło i Ceramika” 2010, nr 1, s. 2–6.
• [20] Ciołek L., Szamałek K., Karaś J., In vitro Studies of Antibacterial Activity of Bioglasses Releasing Ag+2, „Key Engineering Materials” 2012, Vol. 23, No. 493/494, s. 108–113.
• [21] Ciołek L., Karaś J., Olszyna A., Badania bioaktywności i cytotoksyczności in vitro bioszkieł z układu SiO2-CaO wytworzonych metodą zol-żel z zastosowaniem silanów, „Engineering of Biomaterials” 2013, Vol. 119, s. 21–26.
• [22] Frame J.W., Porous calcium sulphate dihydrate as a biodegradable implant in bone, „Journal Dentistry” 1975, Issue 3, s. 177–187.
• [23] Peltier L.F., Jones R.H., Treatment of unicameral bone cyst by curettage and packing with plaster-of-Paris peletts, „Journal of Bone and Joint Surgery” 1978, Vol. 60A, s. 820–822.
• [24] Shaffer C.D., App G.R., The use of Plaster of Paris in treating infrabony periodontal defects in humans, „Journal of Periodontology” 1971, Vol. 42, Issue 11, s. 685–690.
• [25] Sottosanti J.S., Calcium sulphate: A biodegradable and biocompatible barrier for guided tissue regeneration, „Compendium of Continuing Education in Dentistry” 1992, Vol. 13, Issue 3, s. 226–234.
• [26] Sottosanti J.S., Calcium sulphate is a safe, resorbable barrier adjunct to implant surgical procedures, „Dent Implantol Update” 1993, No. 4, s. 69–73.
• [27] Coetzee A.S., Regeneration of bone in the presence of calcium sulphate, „Archives of Otolaryngology” 1980, Vol. 106, s. 405–409.
• [28] Petrova A., Gipsfülung von Knochenhöhlen bei Osteomyelitis, „Zentr.-Org. Ges. Chir.” 1928, Bd. 43, s. 885.
• [29] Kovacevic B., Ein Beitrag zum Problem der Hamartogenen Osteomyelitis, „Archiv Klinische Chirurgie” 1953, Vol. 276, s. 432–443.
• [30] Mackey D. et al., Antibiotic loaded plaster of paris pellets: An „in vitro” study of a possible method of local antibiotic therapy in bone infections, „Clinical Orthopaedics and Related Research”1982, Vol. 167, s. 263–268.
• [31] Dahners L.E., Funderburk C.H., Gentamicin-loaded plaster of paris as a treatment of experimental osteomyelitis in rabbits, „Clinical Orthopaedics and Related Research” 1987, Vol. 219, s. 278–282.
• [32] Mousset B. et al., Biodegradable implants for potential use in bone infection, „International Orthopaedics (SICOT)” 1995, Vol. 19, s. 157–161.
• [33] Dacquet V. et al., Antibiotic-impregnated plaster of paris beads – trials with teicoplanin, „Clinical Orthopaedics and Related Research” 1992, Vol. 282, s. 241–249.
• [34] Michałowski S., Jaegermann Z., Karaś J., Resorbowalne biomateriały gipsowe do wypełniania ubytków kości, „Ortopedia, Traumatologia, Rehabilitacja” 2005, vol. 7, suppl. 1, s. 200–201.
• [35] Żywicka B., Karaś J., Solski L., Pielka S., Michałowski S., Garnarek J., Jaegermann Z., Pormańczuk K., Miejscowa reakcja tkanki kostnej poimplantacji materiałów gipsowych, „Inżynieria Biomateriałów” 2005, nr 47/53, s. 187–189.