Uwalnianie gentamycyny z nośników polimerowych

• Autorzy: Morawska-Chochół A. , Chłopek J.

Warianty tytułu

EN

Gentamicin release from polymeric carierrs

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Siarczan gentamycyny jest skutecznym antybiotykiem stosowanym w leczeniu głębokich infekcji kości. Jednak jego miejscowe dostarczanie za pomocą implantowanych nośników leków wymaga znajomości mechanizmu i kinetyki jego uwalniania, co powinno pozwolić w sposób kontrolowany na jego dozowanie w zależności od potrzeb i miejsca implantacji. Celem pracy była ocena wpływu lokalizacji gentamycyny w materiale nośnika (matryca/modyfikator) oraz typu modyfikatora zawierającego lek (kapsułki alginianowe/włókna PLA) na szybkość uwalniania gentamycyny. Jako matrycę w przypadku wszystkich badanych materiałów zastosowano polilaktyd (PLA). Szybkość uwalniania leku określono metodą spektrofotometryczną UV-vis. Wyniki te poparto pomiarami pH i przewodnictwa płynów inkubacyjnych. Dodatkowo wykonano obserwacje mikroskopowe wraz z mikroanalizą rentgenowską (SEM+EDS). Wykonano również badania spektroskopowe w podczerwieni (FTIR). Uwalnianie gentamycyny z polimerowego nośnika zachodzi najintensywniej w czasie pierwszego tygodnia inkubacji pomimo braku degradacji osnowy w tym okresie. Większej szybkości uwalniania oraz większej ilości uwalnianego leku sprzyja obecność granic międzyfazowych. Oznacza to, że umieszczenie gentamycyny w fazie modyfikującej osnowę (włókna, kapsułki) ułatwia uwalnianie leku z materiału. Uwalnianie antybiotyku z kapsułek z alginianu wapnia przebiega szybciej niż z włókien PLA, co wiąże się prawdopodobnie z ich znacznym pęcznieniem w środowisku wodnym, co tym samym ułatwia uwalnianie leku.

EN

Gentamicin sulfate is an effective antibiotic used in the treatment of deep bone infections. However, its local provision by means of implanted medicine carriers requires the knowledge of the mechanism and kinetics of its release, which should allow for its dosage in a controlled manner, depending on the need and the implant's location. The aim of the work was an evaluation of the effect of the gentamicin's location in the carrier material (matrix/modifier) and the type of the medicine-containing modifier (alginate capsules/PLA fibres) on the rate of the gentamicin release. In the case of the examined materials, polylactide (PLA) was applied as the matrix. The rate of the medicine's release was determined with the spectrophotometric method, UV-vis. These results were supported by the measurements of the pH and the conductivity of the incubation fluids. Additionally, microscopic observations were performed, together with an X-ray microanalysis (SEM+EDS). Fourier-transform infrared spectroscopic tests were also conducted (FTIR). The gentamicin release from the polymer carrier proceeds the most intensely within the first incubation week, despite the lack of the matrix's degradation at that time. A greater release rate and a bigger amount of the released medicine are stimulated by the presence of phase boundaries. This means that locating gentamicin in the phase modifying the matrix (fibres, capsules) facilitates the medicine's release from the material. The antibiotic's release from calcium alginate capsules proceeds faster than from PLA fibre ones, which is probably connected with their significant swelling in the water environment, facilitating the medicine release.

Słowa kluczowe

PL

nośnik leku; gentamycyna; uwalnianie; polilaktyd; kompozyty

EN

drug carrier; gentamicin; release; polylactide; composites

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 15, no. 114
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Morawska-Chochół A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biomateriałów, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Chłopek J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Biomateriałów, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Ciampolini J., Harding K.G.: Pathophysiology of chronic bacterial osteomyelitis. Why do antibiotics fail so often? Postgrad. Med. J. 76, 898 (2000) 479-483.
• [2] Mader J.T., Cripps M.W., Calhoun J.H.: Adult posttraumatic osteomyelitis of the tibia. Clin. Orthop. Relat. Res. 360 (1999) 14-21.
• [3] Costerton J.W.: Biofilm theory can guide the treatment of device-related orthopaedic infections. Clin. Orthop. Relat. Res. 437 (2005) 7-11.
• [4] Krasko M.Y., Golenser J., Nyska A., Nyska M., Brin Y.S., Domb A.J.: Gentamicin extended release from an injectable polymeric implant. J Control Release 117 (2007) 90-96.
• [5] Sanchez E., Baro M., Soriano I., Perera A., Evora C.: Research paper - In vivo-in vitro study of biodegradable and osteointegrable gentamicin bone implants. Eur J Pharm Biopharm 52 (2001) 151-158.
• [6] Phromsopha T., Baimark Y.: Chitosan microparticles prepared by the water-in-oil emulsion solvent diffusion method for drug delivery. Biotechnology 9, 1 (2010) 61-66.
• [7] Wang G.H., Liu S.-J., Ueng S. W.-N., Chan E.-C.: The release of cefazolin and gentamicin from biodegradable PLA/PGA beads. Int. J. Pharm. 273 (2004) 203-212.
• [8] Mainardes R.M., Silva L.P.: Drug delivery systems: past, present, and future. Curr. Drug Targets 5 (2004) 449-455.
• [9] Murua A., Portero A., Orive G., Hernandez R.M., de Castro M., Pedraz J.L.: Cell microencapsulation technology: towards clinical application. J. Control. Release 132 (2008) 76-83.
• [10] Zhang X., Wyss U.P., Pichora D., Gossen M.F.A.: Biodegradable controlled antibiotic release devices for osteomyelitis: Optimization of release properties. J. Pharm. Pharmacol. 46 (1994) 718-724.

Uwagi

PL

Praca finansowana z badań statutowych nr 11.11.160.937