Полімерний композиційний матеріал для остеосинтезу

Полімерний композиційний матеріал для остеосинтезу, що містить епоксиполіуретанову основу, амінний отверджувач, неорганічний напо 3 ксиполіуретанову основу (ЕПУ), амінний отверджувач, неорганічний наповнювач і лікарську речовину, згідно з запропонованою корисною моделлю, як неорганічний наповнювач містить кремнійвмісний нанонаповнювач, обраний з ряду силікагель, аеросил, як лікарську речовину містить протитуберкульозний препарат стрептоміцин при такому співвідношенні компонентів, мас. ч.: поліуретан 100 стрептоміцин 3-9 кремнійвмісний неорганічний нанонаповнювач 1,5-15 епоксидно-діанова смола 100 амінний отверджувач 90 В запропонованому технічному рішенні застосовуються полімери і лікарські речовини, дозволені для використання в медичній практиці. Вибір ЕПУ основи в якості полімерної матриці для іммобілізації лікарського препарату обумовлений його високою біосумісністю за рахунок близькості будови уретанової групи поліуретанового компоненту основи до пептидної групи білків, і високими фізико-механічними властивостями за рахунок підвищення фізико-механічних властивостей композиційного матеріалу при синтезі поліуретану в середовищі епоксидно-діанової смоли. Введення до складу полімерної основи протитуберкульозних лікарських засобів надає композиційному матеріалу біологічної активності. Стрептоміцин - антибіотик широкого спектру дії, активний проти більшості грампозитивних і грамнегативних мікроорганізмів, в тому числі і проти мікобактерій туберкульозу [3]. По своїй активності він належить до протитуберкульозних препаратів І ряду. Введення неорганічних нанонаповнювачів сприяє процесам структуроутворення, підвищує фізико-механічні властивості композиційного матеріалу. Для вивчення впливу неорганічних нанонаповнювачів на процес апатитоформування, зра 59922 4 зки ЕПУ композиційного матеріалу інкубували впродовж 1 місяця у розчині, що імітує внутрішнє середовище організму. На фіг. 1 представлені мікрофото 200х досліджуваних зразків до інкубації (А) і після інкубації (Б) складу: ЕПУ (зразок 1), ЕПУсилікагель-стрептоміцин (зразок 2), ЕПУ-аеросилстрептоміцин (зразок 3). Активні силанольні групи силікагеля і аеросилу в умовах імплантації можуть виступати центрами кристалізації апатитової фази і стимулювати процеси остеосинтезу [4]. Технологія одержання полімерного композиційного матеріалу для остеосинтезу полягає в тому, що із форполімеру (МДІ) з кінцевими ізоціанатними групами на основі поліоксипропіленгліколю (ПОПГ) з молекулярною масою 2000 та діізоціанату 2,4-2,6-толуілендіізоціанату (ТДТ). До одержаного МДІ додають епоксидно-діанову смолу (ЕД20) і 1,4-бутандіол (БД), в кількості, що відповідає мольному співвідношенню ПОПГ:ТДІ:БД=(56):(1113):(46). Синтез проводять до повного зникнення ізоціанатних груп. В отриману суміш вводять протитуберкульозний засіб - стрептоміцин від 3 до 9 м.ч. та неорганічний кремнійвмісний нанонаповнювач від 1,5 до 15 м.ч, суміш ретельно перемішують до рівномірного розподілу часток в полімерній матриці. На останньому етапі додають амінний отверджувач епоксидної складової - продукт взаємодії полімеризованих етерів лляної олії із поліетиленполіамінами. Суміш ретельно перемішують і виливають в спеціальні форми із фторопласту. Стверджують за температури 75 ± 5 °С. Отриманий полімерний матеріал являє собою міцні гнучкі пластини заданої форми та товщини, жовтуватого кольору, придатний для імплантації в організм. В табл. 1 наведено приклади складу і фізикомеханічних властивостей полімерного композиційного матеріалу. 5 59922 6 Т п/п 1 2. к. 3 к. 4. 5. 6. 7. 8. к. 9. к 10 11. 11. 12. 13. к. Склад полімерного композиційного матеріалу, мас. Неорганічний кремнійвмісний наноМіцність до Відносне наповнювач Тверрозриву при подовження ЕпоксидАмінний стрептомі- розтягуванні до розриву, дість за Поліуре- но-діанова Шором отверджувач цин p p тан смола силікаМПа гель аеросил Склад полімерного композиційного матеріалу по прототипу 28,3-55,0 5,6-11,0 92-99 100 100 90 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 90 90 90 90 0,5 1,5 3 9 15 100 100 90 20 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 90 90 90 90 100 100 90 Протитуб на д 21,0 8,0 90-95 3 3 3 3 3 21,4 27,1 28,3 26,3 24,0 8,7 15,1 15,3 13,1 12,3 90-95 90-95 90-95 90-95 90-95 + + + + + 3 14,6 6,1 90-95 + 0,5 1,5 3 9 15 3 3 3 3 3 21,6 27,8 28,2 26,7 17.0 8,9 14,7 14,8 13,4 12,0 90-95 90-95 90-95 90-95 90-95 + + + + + 20 3 12,3 5,3 90-95 + З таблиці випливає, що кількісні межі складових полімерного композиційного матеріалу обумовлені наступним: введення неорганічних нанонаповнювачів приводить до підвищення фізикомеханічних властивостей матеріалу (контрольний приклад 2 - ЕПУ без наповнювачів). Зменшення кількості неорганічного наповнювача менше 1,5 м.ч. (контрольні приклади 3, 9) приведе до недостатнього покращення фізико-механічних властивостей. Збільшення кількості неорганічного наповнювача більше 15 м.ч. приведе до зниження еластичності і зростання крихкості матеріалу (контрольні приклади 8, 13). Вміст стрептоміцину обумовлюється терапевтичною дозою. Фізико-механічні властивості отриманого композиційного матеріалу оцінювали на зразках, які досліджувались за стандартними методиками. Відносне подовження і міцність до розриву визначали за ГОСТ 11262, твердість за Шором визначали відповідно ГОСТ 24621. Заявляємий композиційний полімерний матеріал має високі показники фізико-механічних властивостей: значення відносного подовження до розриву заявляємого матеріалу складає 12-15 %, у матеріалу, отриманого за прототипом - 5,8-11 %. Міцність при розриві (17-28 МПа), твердість за Шором 90-95 од. Запропонований полімерний композиційний матеріал характеризується пролонгованим виходом лікарської речовини. На фіг. 2 показаний пролонгований вихід стрептоміцину із ЕПУ композиційного матеріалу, що містить у своєму складі 15 м.ч. силікагеля впродовж 140 діб. Спостерігали вивільнення 5 % стрептоміцину протягом 1 доби, протягом 7 діб вивільняється 10 % введеного стрептоміцину. Інтенсивне вивільнення на ранніх термінах дозволить інтенсивно впливати на запальні процеси на ранніх стадіях приживлення імплантаційного матеріалу. Через 60 діб вивільняється 26 %, вихід за 140 діб складає майже 60 % введеного стрептоміцину. Пролонгований вихід стрептоміцину із ЕПУ полімерної матриці пояснюється тим, що стрептоміцин добре розчиняється у воді, а також тим, що стрептоміцин в полімерній матриці іммобілізований за допомогою водневих зв'язків, про що свідчать зміни по всій області ІЧ спектра (фіг. 3), а саме: спостерігається зниження -1 інтенсивності смуги VNH - 3296 см , але при цьому зростає її ширина. Профілі смуг  коливань -1 С-Н груп (2923 і 2854 см ) зміщуються в напрямку -1 нижчих частот в положення 2917 і 2851 см . З'яв-1 ляється нова смуга  коливань 2879 см . Відповідно змінюються і  коливання С-Н груп в області -1 -1 1350-1480 см і 600-900 см . Також зменшуються смуги валентних коливань уретанового фрагменту  C O -1726 см-1 і  C O – 1232 см-1 . Відбувається перерозподіл інтенсивності смуг VNH в положен-1 нях 1535 і 1509 см . Також зростає інтенсивність -1 смуги 1103 см зі зміщенням її в положення 1083 -1 -1 см , з'являється нова смуга 1005 см . Ця область -1 (1000-1100 см ) відповідає за  коливання С-О (простоефірної, спиртової груп). При введенні стрептоміцину спостерігається зникнення смуги 7 59922 -1 поглинання епоксидної групи в положенні 930 см , що може свідчити про каталітичний вплив стрептоміцину на процес тверднення ЕПУ композиції. При порівнянні властивостей заявляємого композиційного полімерного матеріалу з матеріалом за прототипом бачимо, що введення до складу композиційного матеріалу силікагелю і стрептоміцину дозволяє вирішити поставлене завдання і одержати необхідний за фізико-механічними характеристиками матеріал для остеосинтезу. Присутність в композиції протитуберкульозного препарату дозволить використання заявляємого матеріалу як імплантату при туберкульозному ураженні кісткової тканини. Джерела інформації: 8 1. Пат. 13318 Україна, u2005510171, Галатенко Н.А., Куксін A.M., Астапенко О.О., Рожнова Р.А., Маланчук В.О. Полімерний композиційний матеріал для пластики кісткових тканин // бюл. № 3, 15.03.2006. 2. Пат. 41791 Україна, u200814787, Кулєш Д.В., Галатенко Н.А., Рожнова Р.А. Полімерний композиційний матеріал // бюл. №11, 10.06.2009. 3. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Ч. 1. - 12-е издание. - М.: Медицина, 1998. - 736 с. 4. Cho S.B., Miyaji F., Kokubo Т., Nakanishi К., Soga N., Nakamura T. Apatite formation on silica gel in simulated body fluid: effects of structural modification with solvent-exchenge // J. Mater. Sci.: Mater in Med. - 1998. - 9. - p. 279-284. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 59922 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601