Спосіб стимуляції регенерації кісткової тканини наноаквахелатами ag, cu, zn, ca та наночастинками ловастатину

Реферат: Спосіб стимуляції регенерації кісткової тканини, який включає застосування наноаквахелатів Ag, Сu, Zn. Додатково щоденно, перорально вводять наноаквахелат Са за допомогою зонда в дозі 1,0 мл одноразово, а наночастинки ловастатину вводять трансдермально в зону створеного кісткового дефекту у дозі 100 нг ловастатину/кг. UA 113241 U (12) UA 113241 U UA 113241 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області нанотехнологій і може бути використана в травматології та ортопедії для стимуляції регенерації кісткової тканини при травмах і переломах. Відомий спосіб полягає в стимуляції регенеративних процесів в кістковій тканині за допомогою застосування суміші наночастин металів та молекул води як лігандів, комбінація яких утворює наноаквахелати. Аквахелати застосовуються як транспортні системи для перенесення металів крізь клітинні мембрани тканин. Так як кісткова тканина є прикладом нанокомпозита, регенерацію кісткової системи у вищезгаданому способі стимулюють, застосовуючи наноаквахелати металів Ag, Cu, Zn [1-5]. Недоліком даного способу є те, що для стимуляції обмінних процесів та регенерації кісткової тканини не застосовують наноаквахелат Са, як однієї з необхідних складових частин процесу регенерації кістки та не застосовують наночастинки ловаститину, як стимулятор остеорезорбції та остеорегенерації. Са є одним з основних складових кістки, він відіграє значну роль в ряді пластичних процесів побудови кісткової тканини, стимулює обмінні процеси та знижує проникність кровоносних судин. Са підтримує нормальний перебіг вуглеводневого, білкового та жирового обмінів. Ловастатин оптимально стимулює регенерацію кісткової тканини, а саме: остеорезорбцію та остеорегенерацію, покращує реологічні властивості крові та має антиоксидантні і антипроліферативні властивості, активує продукцію морфогенетичного білка. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити відомий спосіб, в якому регенерацію кісткової тканини при травмах та переломах стимулюють застосовуючи наноаквахелати металів Ag, Cu, Zn та додають до них наноаквахелат Са і наночастинки ловастатину. Поставлену задачу вирішують шляхом перорального введення аквахелатів нанометалів Ag, Cu, Zn та наноаквахелату Са за допомогою зонда в дозі 1,0 мл одноразово, щоденно (1 мл суміші містив 0,02 мг кожного), а наночастинки ловастатину протягом всього експерименту щоденно вводили трансдермально в зону створеного кісткового дефекту у дозі 100 нг ловастатину/кг. Приклад. Експерименти проводили на білих статевозрілих щурах-самцях (n=136). Модель післятравматичного кісткового дефекту великогомілкової кістки створювали за допомогою стоматологічного бору діаметром 2.0 мм у проксимальному відділі. Для профілактики больового шоку та гнійно-септичних ускладнень всім щурам із скелетною травмою протягом перших трьох днів дом'язово вводили знечулювальні (анальгін у дозі 5 мг/кг) та антибактеріальні (цефтриаксон у дозі 10 мг/кг) препарати. Експериментальні тварини були розподілені на 5 груп: I - інтактні тварини; II - контрольна група (створення кісткового травматичного дефекту без лікування); III - тваринам на тлі травми вводили наноаквахелати металів Ag, Cu, Zn та наноаквахелат Са; III - тварини із скелетною травмою, ліковані наночастинками ловастатину; IV - тварини, що отримували суміш наноаквахелатів та наночастинок ловастатину. Аквахелати нанометалів Ag, Cu, Zn та наноаквахелат Са вводились за допомогою зонда в дозі 1,0 мл одноразово, щоденно (1 мл суміші містив 0,02 мг кожного металу). Наночастинки ловастатину протягом всього експерименту щоденно вводили трансдермально в зону створеного кісткового дефекту у дозі 100 нг ловастатину/кг. Забій тварин проводили шляхом декапітації під дією тіопенталового наркозу на 3-й, 7-й, 14-й та 28-й день. У сироватці крові визначали рівень Са та Р за допомогою стандартних наборів реактивів, активність кислої (КФ) та лужної фосфатаз (ЛФ), індекс мінералізації (ІМ=КФ/ЛФ), колагенолітичну активність плазми крові (КАПК) і вміст оксипроліну. Спостереження за динамікою заростання кісткового дефекту проводили рентгенологічно на комп'ютерному томографі в дні забою щурів. Статистичний аналіз результатів здійснено у відділі системних статистичних досліджень ДВНЗ "Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського МОЗ України" з використанням критерію Манна-Уітні. На основі отриманих біохімічних даних маркерів остеорезорбції та остеорегенерації можна стверджувати, що запропонована суміш наноаквахелатів металів та наночастинок ловастатину призводить до оптимізації катаболічних процесів на 7-му добу. Суміш наноматеріалів та ловастатину викликає більш інтенсивну остеорегенерацію на 14-у та 21-у добу, що проявляється достовірним зростанням активності лужної фосфатази, колагенолітичної активності плазми крові, рівня індексу мінералізації, вмісту Са у сироватці 1 UA 113241 U 5 10 15 20 25 30 крові. Аналізуючи дані комп'ютерної томографії на 28-му добу експерименту, можна зробити висновок, що у тварин, які отримували суміш наночастинок мало місце майже повне закриття кісткового дефекту з формуванням кісткової мозолі. У решти тварин все ще залишався частковий дефект кісткової тканини, який видно на кресленні. На кресленні зображена комп'ютерна томографія в/гомілкових кісток у тварин контрольної групи, лікованих наноаквахелатами, наночастинками ловастатину і сумішшю наноматеріалів на 28-ту добу експерименту. У тварин, що отримували наноаквахелати металів та наночастинки ловастатину, за даними рентгенологічного дослідження (комп'ютерна томографія) відмічається швидше закриття кісткового травматичного дефекту. Пропонований спосіб стимуляції регенерації кісткової тканини аквахелатами Ag, Cu, Zn, Ca та наночастинками ловастатину забезпечує суттєві переваги над відомим, адже ловастатин оптимально стимулює регенерацію кісткової тканини, остеорезорбцію та остеорегенерацію, активує продукцію морфогенетичного білка, покращує реологічні властивості крові та має антиоксидантні і антипроліферативні властивості, що в свою чергу забезпечує швидке відновлення кісткової тканини при травмах та переломах скорочуючи таким чином час перебування хворого на стаціонарному лікуванні. Джерела інформації: 1. Agrawal V. A review on carrier systems for bone morphogenetic protein-2 / Agrawal V, Sinha M. // J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2016. - P. 351-357. 2. Percutaneous lovastatin accelerates bone healing but is associated with periosseous soft tissue inflammation in a canine tibial osteotomy model / [Bleedorn J.A., Sullivan R., Lu Y. et all.] // J. Orthop. Res. 2014. - Vol. 32. - P. 210-216. 3. Борисевич В.Б. Наноматеріали в біології. Основи нановетеринарії // Борисевич В.Б., Каплуненко В.Г., Косінов М.В. // ВД "Авіцена". - Київ, 2010. 4. Здобутки нанотехнології в лікуванні та профілактиці хвороб тварин. Нановетеринарія (впровадження інноваційних технологій) /[В.Б. Борисевич, Б.В. Борисевич, Н.М. Хомин та ін.]; за ред. В.Б. Борисевича. - К.: Діа, 2009. - 182 с. 5. Панасюк Я.В. Біохімічна характеристика посттравматичного репаративного остеогенезу при застосуванні наноаквахелатів металів / Я.В. Панасюк, М.М. Корда // Літопис травматології та ортопедії. - № 1-2, 2014. - С. 62-65. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб стимуляції регенерації кісткової тканини, який включає застосування наноаквахелатів Ag, Сu, Zn, який відрізняється тим, що додатково щоденно, перорально вводять наноаквахелат Са за допомогою зонда в дозі 1,0 мл одноразово, а наночастинки ловастатину вводять трансдермально в зону створеного кісткового дефекту у дозі 100 нг ловастатину/кг. 2 UA 113241 U Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3