RU2376019C2 - Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects - Google Patents
Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376019C2 RU2376019C2 RU2007148151/15A RU2007148151A RU2376019C2 RU 2376019 C2 RU2376019 C2 RU 2376019C2 RU 2007148151/15 A RU2007148151/15 A RU 2007148151/15A RU 2007148151 A RU2007148151 A RU 2007148151A RU 2376019 C2 RU2376019 C2 RU 2376019C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chitosan
- phosphate
- granules
- hydroxyapatite
- filling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно для пластической реконструкции поврежденных костных тканей.The invention relates to medicine, namely to plastic reconstruction of damaged bone tissue.
Хитозан является биосовместимым и биодегадируемым натуральным полимером, что позволяет его использовать в различных областях медицины, в том числе для быстрого заживления ран, различной этимологии (Хитин и Хитозан. Получение, свойства и применение. /Под ред. академика РАСХН К.Г. Скрябина. Наука. 2002. 365 стр.). Особенно широкое применение получили хитозановые материалы в виде пластичных пористых губок. За счет пластичности и пористости данные материалы легко деформируются до требуемого размера (костного дефекта) и после помещения их в сжатом состоянии в костный дефект распрямляются (за счет обратной деформации), заполняя объем дефекта. По своей природе хитозан является полисахаридом питательным веществом, способствующим формированию костной ткани. Однако чистые хитозановые губки не содержат такие важные для формирования костной ткани элементы как фосфор и кальций. Поэтому при резорбции чистых губок в костном дефекте формируются в основном хрящевые ткани (хондроидные).Chitosan is a biocompatible and biodegradable natural polymer, which allows it to be used in various fields of medicine, including for the rapid healing of wounds, various etymologies (Chitin and Chitosan. Preparation, properties and application. / Ed. By Academician of the Russian Academy of Agricultural Sciences K.G. Skryabin. Science. 2002.365 p.). Especially widely used are chitosan materials in the form of plastic porous sponges. Due to plasticity and porosity, these materials are easily deformed to the required size (bone defect) and after being placed in a compressed state in the bone defect, they are straightened (due to reverse deformation), filling the volume of the defect. By its nature, chitosan is a polysaccharide nutrient that promotes bone formation. However, pure chitosan sponges do not contain elements such as phosphorus and calcium that are important for bone formation. Therefore, during the resorption of clean sponges in the bone defect, mainly cartilage tissues (chondroid) are formed.
Создать благоприятные условия для формирования естественной костной ткани возможно при использовании композиционных материалов на основе хитозановых губок, содержащих кальцийфосфатные наполнители.It is possible to create favorable conditions for the formation of natural bone tissue by using composite materials based on chitosan sponges containing calcium phosphate fillers.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту является композиционные губки на основе хитозана (КХГ), содержащего трикальцийфосфат (Yong-Moo Lee, Yoon Jeong Park et al. Tessie Engineered Boon Formation Used Chitosan/Tricalcium Phosphate Sponges // J. Periodontol, vol.71, №3, 2000). Композиционные губки получали при смешении порошка трикальцийфосфата с раствором хитозана. Затем из раствора удаляли избыток воды методом сушки - вымораживания. При замораживании из исходного раствора в виде частиц льда кристаллизуется водный раствор, который затем удаляют при сушке в вакууме. В результате на месте удаленного льда образуются поры размером около 100 мкм. Недостаток полученного КХГ является использование специального оборудования (лиофильной сушки), а также использование для полимеризации (сшивания) губок экологически вредного раствора триполифосфата.The closest in technical solution and the achieved effect is a composite sponge based on chitosan (KCH) containing tricalcium phosphate (Yong-Moo Lee, Yoon Jeong Park et al. Tessie Engineered Boon Formation Used Chitosan / Tricalcium Phosphate Sponges // J. Periodontol, vol. 71, No. 3, 2000). Composite sponges were obtained by mixing tricalcium phosphate powder with a solution of chitosan. Then, excess water was removed from the solution by drying-freezing. Upon freezing, an aqueous solution crystallizes in the form of ice particles from the initial solution, which is then removed by drying in vacuum. As a result, pores of about 100 μm in size are formed at the site of the removed ice. The disadvantage of the obtained CHCH is the use of special equipment (freeze drying), as well as the use for the polymerization (stitching) of sponges of an environmentally harmful solution of tripolyphosphate.
Технический результат предлагаемого изобретения - получение пористых композиционных губок на основе хитозана и кальцийфосфатного наполнителя, образующихся при физиологических температурах, не содержащих вредных веществ.The technical result of the invention is the production of porous composite sponges based on chitosan and a calcium phosphate filler formed at physiological temperatures that do not contain harmful substances.
Технический результат достигается тем, что пористый композиционный материал на основе хитозана для заполнения костных дефектов, содержащий хитозан, трикальцийфосфат, согласно изобретению содержит хитозан с молекулярной массой более 300000 г/моль, добавку карбонат аммония, а в качестве кальцийфосфатных наполнителей используют вещества в виде порошка или гранул с размером 1-1000 мкм, выбранные из группы: брушит, монетит, тетракальцийфосфат, гидроксиапатит, карбонатгидроксиапатит или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the porous composite material based on chitosan for filling bone defects, containing chitosan, tricalcium phosphate, according to the invention contains chitosan with a molecular weight of more than 300,000 g / mol, an additive of ammonium carbonate, and substances in the form of powder or calcium phosphate fillers are used granules with a size of 1-1000 μm, selected from the group: brushite, monetite, tetracalcium phosphate, hydroxyapatite, carbonate hydroxyapatite or a mixture thereof, in the following ratio, wt.%:
Указанный состав КХГ неизвестен. Для получения КХГ в растворе этановой кислоты растворяют высокомолекулярный хитозан при рН от 6 до 6,5. После полного растворения хитозана при перемешивании добавляют кальцийфосфатные наполнители в количестве до 90 мас.%. и порошок добавки карбоната аммония до 60 мас.%.The indicated composition of KCH is unknown. To obtain CHCH in a solution of ethanoic acid, high molecular weight chitosan is dissolved at a pH of from 6 to 6.5. After complete dissolution of chitosan with stirring, calcium phosphate fillers are added in an amount of up to 90 wt.%. and ammonium carbonate additive powder up to 60 wt.%.
В результате взаимодействия кислоты, содержавшейся в исходном растворе, и карбоната аммония происходит вспенивание за счет выделения углекислого газа и формирование пористой губчатой структуры с одновременным твердением образующейся губки. Полученную губку затем отмывают от избытка воды и остатков кислоты в этаноле и сушат. В результате получают композиционную губку с пористостью от 50 до 98% в зависимости от состава. При содержании кальциевого наполнителя больше 90 мас.% губки становятся хрупкими и легко разрушаются при деформации. При увеличении массового содержания добавки более 60 мас.% в губке образуются многочисленные крупные поры с размером более 2 мм, в результате структура становится рыхлой и хрупкой, что приводит к разрушению губок при деформации. При снижении количества карбоната аммония менее 5 мас.% не происходит твердения губок при их вспенивании. Снижение наполнителя менее 2 мас.% не позволяет получать губки с равномерным распределением компонентов по объему.As a result of the interaction of the acid contained in the initial solution and ammonium carbonate, foaming occurs due to the release of carbon dioxide and the formation of a porous sponge structure with the simultaneous hardening of the resulting sponge. The resulting sponge is then washed from excess water and acid residues in ethanol and dried. The result is a composite sponge with porosity from 50 to 98%, depending on the composition. When the content of calcium filler is more than 90 wt.%, The sponges become brittle and are easily destroyed by deformation. With an increase in the mass content of the additive of more than 60 wt.%, Numerous large pores with a size of more than 2 mm are formed in the sponge; as a result, the structure becomes loose and brittle, which leads to the destruction of the sponges during deformation. With a decrease in the amount of ammonium carbonate of less than 5 wt.%, Sponges do not harden when foaming. A decrease in filler of less than 2 wt.% Does not allow to obtain sponges with a uniform distribution of components in volume.
Пример 1. Порошок высокомолекулярного хитозана (молекулярная масса 450000-500000 г/моль) в количестве 1 г (33,3 мас.%) растворили в растворе этановой кислоты. Затем при перемешивании добавили 1 г (33,3 мас.%) гранул гидроксиапатита (наполнителя) с размером гранул 100-300 мкм и 1 г (33,3 мас.%) порошка карбоната аммония. Полученную губку промывают этанолом и сушат на воздухе до удаления этанола. В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 85%.Example 1. Powder of high molecular weight chitosan (molecular weight 450,000-500,000 g / mol) in an amount of 1 g (33.3 wt.%) Was dissolved in a solution of ethanoic acid. Then, with stirring, 1 g (33.3 wt.%) Of hydroxyapatite granules (filler) with a granule size of 100-300 μm and 1 g (33.3 wt.%) Of ammonium carbonate powder were added. The resulting sponge is washed with ethanol and dried in air until ethanol is removed. The result was a plastic composite sponge with a porosity of 85%.
Пример 2. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой 300000-350000 г/моль в количестве 0,5 г (5 мас.%) и наполнителя - порошка трикальциевого фосфата с размером частиц 1-5 мкм в количестве 9 г (90 мас.%) и добавки карбоната аммония в количестве 0,5 г (5 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 50%.Example 2. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of 300000-350000 g / mol in an amount of 0.5 g (5 wt.%) And a filler - tricalcium phosphate powder with a particle size of 1-5 microns in an amount of 9 g (90 wt.%) and additives of ammonium carbonate in an amount of 0.5 g (5 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 50%.
Пример 3. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой более 500000 г/моль в количестве 2 г (20 мас.%) и наполнителя порошка карбонатгидроксиапатита с размером частиц 1-5 мкм в количестве 1 г (10 мас.%) и порошка брушита с размером частиц 5-6 мкм в количестве 1 г (10 мас.%) и добавки карбоната аммония в количестве 6 г (60 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 95%.Example 3. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of more than 500,000 g / mol in an amount of 2 g (20 wt.%) And a filler of carbonate hydroxyapatite powder with a particle size of 1-5 μm in an amount of 1 g (10 wt. %) and brushite powder with a particle size of 5-6 microns in an amount of 1 g (10 wt.%) and an additive of ammonium carbonate in an amount of 6 g (60 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 95%.
Пример 4. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой 400000-500000 г/моль в количестве 6,0 г (60 мас.%) и наполнителя порошка карбонатгидроксиапатита с размером частиц 15-30 нм в количестве 1 г и тетракальцийфосфатных гранул с размером 100-200 мкм в количестве 0,5 г (5 мас.%) и трикальцийфосфатных гранул с размером 200-500 мкм в количестве 0,5 г (5 мас.%) и добавки карбоната аммония в количестве 3,0 г (30 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 70%.Example 4. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of 400000-500000 g / mol in an amount of 6.0 g (60 wt.%) And a filler of carbonate hydroxyapatite powder with a particle size of 15-30 nm in an amount of 1 g and tetracalcium phosphate granules with a size of 100-200 microns in an amount of 0.5 g (5 wt.%) and tricalcium phosphate granules with a size of 200-500 microns in an amount of 0.5 g (5 wt.%) and additives of ammonium carbonate in an amount of 3.0 g (30 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 70%.
Пример 5. Порошок высокомолекулярного хитозана (молекулярная масса 450000 500000 г/моль) в количестве 1 г (33 мас.%) растворили в растворе этановой кислоты. Затем при перемешивании добавили смесь 0,5 г (16,5 мас.%) монетита и 0,5 г (16,5 мас.%) брушита с размером 10-15 мкм и 1 г (33 мас.%) порошка карбоната аммония. Полученную губку промывают этанолом и сушат на воздухе до удаления этанола. В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 80%.Example 5. A powder of high molecular weight chitosan (molecular weight 450,000 500,000 g / mol) in an amount of 1 g (33 wt.%) Was dissolved in a solution of ethanoic acid. Then, with stirring, a mixture of 0.5 g (16.5 wt.%) Monetite and 0.5 g (16.5 wt.%) Brushite with a size of 10-15 μm and 1 g (33 wt.%) Of ammonium carbonate powder was added. . The resulting sponge is washed with ethanol and dried in air until ethanol is removed. The result was a plastic composite sponge with a porosity of 80%.
Примера 6. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой 300000-350000 г/моль в количестве 0,5 г (5 мас.%) и смесь наполнителя - гранул трикальциевого фосфата 6 г (60 мас.%) с размером 500-700 мкм и карбонатгидроксиапатит 3 г (30 мас.%) с размером 800-1000 мкм и добавки карбоната аммония в количестве 0,5 г (5 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 70%,Example 6. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of 300000-350000 g / mol in an amount of 0.5 g (5 wt.%) And a mixture of filler granules of tricalcium phosphate 6 g (60 wt.%) With with a size of 500-700 microns and carbonate hydroxyapatite 3 g (30 wt.%) with a size of 800-1000 microns and additives of ammonium carbonate in an amount of 0.5 g (5 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 70%,
Пример 7. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой более 500000 г/моль в количестве 3,0 г (30 мас.%) и наполнителя порошка тетракальцийфосфата с размером частиц 50-60 мкм в количестве 0,5 г (5 мас.%) и порошка гидроксиапатита с размером частиц 1-2 мкм в количестве 0,5 г (5 мас.%) и добавки карбоната аммония в количестве 6 г (60 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 92%.Example 7. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of more than 500,000 g / mol in an amount of 3.0 g (30 wt.%) And a filler of tetracalcium phosphate powder with a particle size of 50-60 μm in an amount of 0.5 g (5 wt.%) And hydroxyapatite powder with a particle size of 1-2 μm in an amount of 0.5 g (5 wt.%) And an addition of ammonium carbonate in an amount of 6 g (60 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 92%.
Пример 8. Получение образцов аналогично примеру 1. Отличие - использование хитозана с молекулярной массой 400000-500000 г/моль в количестве 5,0 г (50 мас.%) и наполнителя порошка карбонатгидроксиапатита с рамером частиц 15-30 нм в количестве 1,5 г (15 мас.%) и карбонатгидроксиапатит гранулы с размером 300-500 мкм в количестве 1,5 г (15 мас.%) и добавки карбоната аммония в количестве 2,0 г (20 мас.%). В результате получили пластичную композиционную губку с пористостью 70%.Example 8. Obtaining samples analogously to example 1. The difference is the use of chitosan with a molecular weight of 400000-500000 g / mol in an amount of 5.0 g (50 wt.%) And a filler of carbonate hydroxyapatite powder with a particle size of 15-30 nm in an amount of 1.5 g (15 wt.%) and carbonate hydroxyapatite granules with a size of 300-500 μm in an amount of 1.5 g (15 wt.%) and additives of ammonium carbonate in an amount of 2.0 g (20 wt.%). The result was a plastic composite sponge with a porosity of 70%.
В соответствии с примерами также были изготовлены образцы керамики, имеющие составы в заявленных пределах, и определены их свойства в сравнении с прототипом. Полученные результаты сведены в таблицу 1.In accordance with the examples, ceramic samples having compositions within the claimed limits were also made, and their properties were determined in comparison with the prototype. The results obtained are summarized in table 1.
На данных композиционных материалах проведена оценка токсичности и биоактивности.Based on these composite materials, toxicity and bioactivity were evaluated.
Пример 9. Исследование in vitro цитотоксичности образцов пористого композиционного материала, полученного при использовании: высокомолекулярного хитозана - 60 мас.%, порошка гидроксиапатита (ГА) - 20 мас.% и добавки карбоната аммония 20 мас.% или хитозана - 20 мас.%, карбонатгидроксиапатита КГА - 20 мас.% и добавки карбоната аммония 60 мас.% (МТТ-тест, модель-культура иммортализованных фибробластов человека).Example 9. An in vitro study of the cytotoxicity of samples of a porous composite material obtained using: high molecular weight chitosan - 60 wt.%, Hydroxyapatite (HA) powder - 20 wt.% And additives of ammonium carbonate 20 wt.% Or chitosan - 20 wt.%, KGA carbonate hydroxyapatite - 20 wt.% and additives of ammonium carbonate 60 wt.% (MTT test, model-culture of immortalized human fibroblasts).
Перед началом эксперимента все материалы стерилизовали γ облучением (20 КГр). Накануне эксперимента стерильные образцы раскладывали в 96-луночные платы (в триплетах каждый), заливали полной ростовой средой (ПРС) и оставляли на ночь в СO2-термостате. В день опыта перед внесением клеток из каждой лунки декантировали весь свободный объем ПРС, добавляли по 100 мкл свежей порции ПРС, и на последнем этапе - суспензию клеток в концентрации 70000 клеток/мл в объеме 100 мкл. Платы помещали на 24 часа в СO2 инкубатор (37°С, 5% СО2). Все остальные манипуляции с клетками, постановку МТТ-теста и обсчет результатов осуществляли по общепринятым методикам. Через 24 часа культивирования определяли острую цитотоксичность материалов, вычисляя величину пула жизнеспособных клеток (ПЖК) в процентах в каждый конкретный срок как отношение показателя оптической плотности (OD) раствора формазана в опыте к показателю оптической плотности раствора формазана в контроле. Образец считали нетоксичным при величине показателя ПЖК>70%.Before the experiment, all materials were sterilized by γ radiation (20 KGy). On the eve of the experiment, sterile samples were laid out in 96-well plates (each in triplets), filled with complete growth medium (ORS) and left overnight in a CO 2 thermostat. On the day of the experiment, before introducing cells from each well, the entire free volume of ORS was decanted, 100 μl of a fresh portion of ORS was added, and at the last stage, a cell suspension at a concentration of 70,000 cells / ml in a volume of 100 μl. The boards were placed for 24 hours in a CO 2 incubator (37 ° C, 5% CO 2 ). All other manipulations with the cells, the setting of the MTT test and the calculation of the results were carried out according to generally accepted methods. After 24 hours of cultivation, the acute cytotoxicity of the materials was determined by calculating the percentage of viable cell pool (VFA) in percent for each specific period as the ratio of the optical density index (OD) of the formazan solution in the experiment to the optical density of the formazan solution in the control. The sample was considered non-toxic with a TFA value of> 70%.
Показано, что образцы высокопористых материалов на основе хитозана, содержащие порошки ГА или КГА, не токсичны для клеток, величина ПЖК данных образцов составляла 91,8-106,4% (табл.2).It was shown that samples of highly porous materials based on chitosan containing HA or KHA powders are not toxic to cells; the PUFA of these samples was 91.8–106.4% (Table 2).
Величина оптической плотности раствора формазана (усл.ед.) и пула жизнеспособных фибробластов человека (%) при культивировании их на полистирене (контроль) и пористых композиционных материалах с порошками ГА или КГА (опыт), (МТТ тест, 24 часа инкубации)table 2
The optical density of a solution of formazan (conventional units) and a pool of viable human fibroblasts (%) when cultured on polystyrene (control) and porous composite materials with GA or KHA powders (experiment), (MTT test, 24 hours incubation)
Пример 10 отличается от предыдущего тем, что использовались гранулы при следующем соотношении: высокомолекулярный хитозан 30 мас.%, гранулы ГА - 10 мас.% и добавки карбонат аммония - 60 мас.% или высокомолекулярный хитозан 5 мас.%, гранулы КГА - 50 мас.% и добавки карбонат аммония - 45 мас.% (МТТ-тест, модель-культура иммортализованных фибробластов человека).Example 10 differs from the previous one in that granules were used in the following ratio: high molecular weight chitosan 30 wt.%, Granules HA - 10 wt.% And additives ammonium carbonate - 60 wt.% Or high molecular weight chitosan 5 wt.%, Granules KHA - 50 wt. % and additives ammonium carbonate - 45 wt.% (MTT test, model-culture of immortalized human fibroblasts).
Оценена острая цитотоксичность образцов пористого композиционного материала на основе хитозана с гранулами ГА или КГА. Пробоподготовку образцов, постановку МТТ-теста и расчет величины ПЖК осуществляли, как в примере 9. Обнаружено, данные образцы также не токсичны в отношении культуры фибробластов:The acute cytotoxicity of samples of a porous chitosan-based composite material with HA or KHA granules was evaluated. Sample preparation of samples, statement of the MTT test and calculation of the value of fatty acids were carried out, as in example 9. It was found that these samples are also not toxic to the fibroblast culture:
величина ПЖК через 24 часа совместной инкубации составляла 72-97% от контроля (табл.3).the value of fatty acids after 24 hours of joint incubation was 72-97% of the control (table 3).
Величина оптической плотности раствора формазана (усл.ед.) и пула жизнеспособных фибробластов человека (%) при культивировании их на полистирене (контроль) и пористых композиционных материалах с гранулами ГА и КГА (опыт), (МТТ тест, 24 часа)Table 3
The optical density of a solution of formazan (conventional units) and a pool of viable human fibroblasts (%) when cultured on polystyrene (control) and porous composite materials with HA and KGA granules (experiment), (MTT test, 24 hours)
В целом, представленные материалы, как и образцы из примера 9, способствуют эффективной адгезии и распластыванию фибробластов в сроки, сравнимые с контролем.In General, the presented materials, as well as the samples from example 9, contribute to the effective adhesion and spreading of fibroblasts in terms comparable to control.
Пример 11. Медико-биологическая оценка пористой композиционной губки на основе высокомолекулярного хитозана - 33,3 мас.%, и гранул карбонатгидроксиапатита - 33,3 мас.% с размером 200-500 мкм и добавки карбоната аммония в количестве 33 мас.%.Example 11. Biomedical evaluation of a porous composite sponge based on high molecular weight chitosan - 33.3 wt.%, And granules of carbonate hydroxyapatite - 33.3 wt.% With a size of 200-500 microns and additives of ammonium carbonate in an amount of 33 wt.%.
Биосовместимость данного биокомпозита была оценена через 2, 4 и 8 недель после подкожной трансплантации мышам линии BDF1 (стерилизация γ-облучением 25 кГр). Показано, что уже на ранних сроках после операции в переимплантационной зоне образуется тонкая соединительнотканная капсула, внутри которой слабо визуализируется хитозановая составляющая. Через 2 недели после подкожной трансплантации вокруг гранул рыхлой структуры образуются ободки внеклеточного вещества кости. Сами гранулы КГА представлены в этот срок наблюдения хаотически расположенными цилиндрическими/палочковидными структурами (чертеж.1,а, окраска гематоксилин-эозином, увел.х100).The biocompatibility of this biocomposite was assessed 2, 4, and 8 weeks after subcutaneous transplantation into BDF 1 mice (γ-ray sterilization of 25 kGy). It was shown that already in the early stages after surgery, a thin connective tissue capsule is formed in the reimplantation zone, inside which the chitosan component is poorly visualized. 2 weeks after subcutaneous transplantation, rims of extracellular bone substance form around the granules of the loose structure. KHA granules themselves are represented at this observation time by randomly arranged cylindrical / rod-like structures (Figure 1, a, hematoxylin-eosin stain, increased x 100).
В следующий срок (4 недели) показано нарастание в.неклеточного матрикса костной ткани вокруг гранул. При этом структура гранул становится разреженной, в периферической части имплантата в пространствах между гранулами, кроме межклеточного вещества костной ткани, начинает формироваться соединительная ткань, в которой локализуются остеокласты (чертеж.1,б). К 8 неделям количество межклеточного вещества кости нарастает, особенно вокруг запустевающих гранул. В полях зрения встречаются остеокласты и малоклеточная соединительная ткань (чертеж.1,в).In the next period (4 weeks), an increase in the extracellular matrix of bone tissue around the granules is shown. In this case, the structure of the granules becomes sparse, in the peripheral part of the implant in the spaces between the granules, in addition to the intercellular substance of the bone tissue, connective tissue begins to form, in which osteoclasts are localized (Figure 1, b). By 8 weeks, the amount of intercellular substance of the bone is growing, especially around the desoldering granules. In the fields of view, osteoclasts and small cell connective tissue are found (Figure 1, c).
Таким образом, данные пористые композиционные материалы на основе хитозана, содержащего наполнитель - гранулы КГА, обладают, с одной стороны, биосовместимостью, поскольку ни в одном из препаратов не было обнаружено признаков воспалительной реакции и, с другой стороны - проявляют истинно остеокондуктивные потенции, т.к. способствуют эктопическому формированию новой костной ткани. По результатам данного исследования данные биоматериалы представляются весьма перспективными в качестве имплантатов (самостоятельно) или остеозамещающих 3D материалов-матриксов для инженерии костных дефектов.Thus, these porous composites based on chitosan containing an excipient - KHA granules have, on the one hand, biocompatibility, since no signs of an inflammatory reaction were detected in any of the preparations and, on the other hand, show truly osteoconductive potencies, etc. to. contribute to the ectopic formation of new bone tissue. According to the results of this study, these biomaterials appear to be very promising as implants (on their own) or osteosubstitute 3D matrix materials for bone defects engineering.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148151/15A RU2376019C2 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007148151/15A RU2376019C2 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007148151A RU2007148151A (en) | 2009-07-10 |
| RU2376019C2 true RU2376019C2 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41045145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007148151/15A RU2376019C2 (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2376019C2 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471824C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН | Biocompatible, biodegradable porous composite material and method of producing said material |
| TWI466692B (en) * | 2010-03-16 | 2015-01-01 | Univ Taipei Medical | A process for producing inorganic interconnected 3d open -cell bone substitutes |
| RU2554811C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining porous chitosan calcium phosphate-containing sponges for filling bone defects |
| RU2554804C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for preparing calcium phosphate composite |
| RU2715338C1 (en) * | 2019-10-23 | 2020-02-27 | Артём Игоревич Гандембул | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration |
| RU2723217C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, ИМЕТ РАН | Method of producing individual composite implant based on sodium alginate and calcium phosphates for replacement of osteochondral defects by three-dimensional gel printing |
| RU2725768C1 (en) * | 2019-11-13 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing hydroxylapatite granules in a chitosan matrix |
| RU2725767C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for producing brushite granules in a chitosan matrix |
| RU2765546C1 (en) * | 2020-08-05 | 2022-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Composite material for filling bone defects, containing an alginate-chitosan polyelectrolyte complex |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2412711C1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-02-27 | Учреждение Российской академии Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Porous composite chitosan and gelatin-based material for filling in bone defects |
| RU2421229C1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | Porous composite chitosan-gelatin matrix for bone defect filling |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117492C1 (en) * | 1997-07-03 | 1998-08-20 | Закрытое акционерное общество "ПОЛИСТОМ" | Wound-healing and osteoplastic agent (variants) |
-
2007
- 2007-12-26 RU RU2007148151/15A patent/RU2376019C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117492C1 (en) * | 1997-07-03 | 1998-08-20 | Закрытое акционерное общество "ПОЛИСТОМ" | Wound-healing and osteoplastic agent (variants) |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LEE YM et. al. Tissue engineered bone formation using chitosan/tricalcium phosphate sponges. J. Periodontol. 2000 Mar; 71(3):410-7. * |
| АННЕФЕЛЬД Эм. и др. Влияние соединения костного коллагена и гидроксиапатита при лечении дефектов кости. Выдержка из научных статей. Взгляд на текущие медицинские исследования. 10, 241 (1986). * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI466692B (en) * | 2010-03-16 | 2015-01-01 | Univ Taipei Medical | A process for producing inorganic interconnected 3d open -cell bone substitutes |
| RU2471824C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-10 | Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН | Biocompatible, biodegradable porous composite material and method of producing said material |
| RU2554804C1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for preparing calcium phosphate composite |
| RU2554811C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method of obtaining porous chitosan calcium phosphate-containing sponges for filling bone defects |
| RU2723217C1 (en) * | 2019-04-01 | 2020-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, ИМЕТ РАН | Method of producing individual composite implant based on sodium alginate and calcium phosphates for replacement of osteochondral defects by three-dimensional gel printing |
| RU2715338C1 (en) * | 2019-10-23 | 2020-02-27 | Артём Игоревич Гандембул | Method of nanocomposite production for bone tissue regeneration |
| RU2725767C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for producing brushite granules in a chitosan matrix |
| RU2725768C1 (en) * | 2019-11-13 | 2020-07-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method of producing hydroxylapatite granules in a chitosan matrix |
| RU2765546C1 (en) * | 2020-08-05 | 2022-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Composite material for filling bone defects, containing an alginate-chitosan polyelectrolyte complex |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007148151A (en) | 2009-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2376019C2 (en) | Porous composite materials based on chitosan for filling of bone defects | |
| US6277151B1 (en) | Cartilage growth from cell seeded ceramic compositions | |
| Kumar et al. | Hydroxyapatite: a versatile bioceramic for tissue engineering application | |
| Neto et al. | Synthetic and marine-derived porous scaffolds for bone tissue engineering | |
| Chang et al. | Fabrication and properties of chitin/hydroxyapatite hybrid hydrogels as scaffold nano-materials | |
| Moreau et al. | Mesenchymal stem cell proliferation and differentiation on an injectable calcium phosphate–chitosan composite scaffold | |
| JP5759370B2 (en) | Three-dimensional matrix of monetite with structured porosity for tissue engineering and bone regeneration, and method for preparing the three-dimensional matrix | |
| CN102824657B (en) | Bone repair material and preparation method thereof | |
| US9782435B2 (en) | Production of moldable bone substitute | |
| Alves Cardoso et al. | Gelation and biocompatibility of injectable Alginate–Calcium phosphate gels for bone regeneration | |
| Gyawali et al. | Citrate-based biodegradable injectable hydrogel composites for orthopedic applications | |
| CN107050527A (en) | A kind of preparation method of decalcified bone matrix bone renovating material | |
| Baler et al. | Advanced nanocomposites for bone regeneration | |
| US20210121606A1 (en) | Ionic-doped composition methods and uses thereof | |
| Dong et al. | Silk fibroin hydrogels induced and reinforced by acidic calcium phosphate–A simple way of producing bioactive and drug-loadable composites for biomedical applications | |
| RU2494721C1 (en) | Biocompatible bone-substituting material and method of obtaining thereof | |
| KR101381108B1 (en) | Nano ceramic bone cement using animal bone and method for preparing the same | |
| CN1501818A (en) | artificial bone material | |
| ES2357191T3 (en) | POROUS COMPOSITE MATERIAL, CORRESPONDING PREPARATION PROCESS AND ITS USE TO MAKE DEVICE FOR TISSULAR ENGINEERING. | |
| KR101473447B1 (en) | Nano ceramic bone cement using animal bone and method for preparing the same | |
| CN114867500B (en) | Bone composite material and composition for preparing bone composite material | |
| CN116942909A (en) | A kind of collagen-bioceramic composite artificial bone and its preparation method | |
| Pan et al. | Assessment of the suitability of a new composite as a bone defect filler in a rabbit model | |
| KR20230022392A (en) | Composition for praparing organic-inorganic complex hydrogel and kit for preparing organic-inorganic complex hydrogel comprising the same | |
| Farahi et al. | Evaluation of possible beneficial effect of tricalcium phosphate/collagen (TCP/Collagen) nanocomposite scaffold on bone healing in rabbits: biochemical assessments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191227 |