Технологические основы создания имплантатов с фармацевтической композицией ципрофлоксацина и их антимикробная активность в экспериментах in vitro

Abstract

С целью снижения риска развития инфекционных осложнений в постимплантационный период и повышения эффективности хирургического лечения изучали возможность иммобилизации на поверхность титановых имплантируемых устройств (модельные пластинки, «п-образные» скобки) лекарственного вещества антимикробного действия. Материал и методы. Объектом исследований являлись модельные титановые пластинки и титановые «п-образные» скобки для инструмента сшивающего «ГЕРА-10» (ООО «НПО ТМИ», Томск) с модифицированной методом лазерной абляции поверхностью. В качестве действующего вещества разрабатываемой фармацевтической композиции использован ципрофлоксацин, в качестве вспомогательных компонентов – растворы метилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы. Антимикробную активность имплантируемых объектов с фармацевтической композицией определяли методом диффузии в агар на плотной питательной среде путем изучения размеров зон угнетения роста тест-штаммов микроорганизмов (S. aureus, P. аeruginosa, E. coli , E. faecalis и S. pyogenes). Результаты. В результате исследований показана возможность нанесения и удержания лекарственного вещества в пазах на модифицированной поверхности титановых имплантатов. Предложены фармацевтические композиции ципрофлоксацина с использованием в качестве связывающего и матрицеобразующего компонента гидроксипропилметилцеллюлозы. Установлено отсутствие зависимости между структурой поверхности рабочих элементов модельных пластинок со способностью связывания и удержания фармацевтической композиции на имплантатах. Выявлено, что кратность нанесения фармацевтической композиции непосредственно влияет на количественное содержание лекарственного вещества, а также на закрепление композиции на поверхности имплантата. Наиболее оптимально одноили двукратное нанесение в зависимости от требуемой дозы лекарственного вещества. В экспериментах in vitro выявлена выраженная антимикробная активность «п-образных» скобок с ципрофлоксацином в отношении S. aureus, P. аeruginosa, E. coli, E. faecalis и S. pyogenes, что свидетельствует о целесообразности использования скобок с иммобилизованным на их поверхности антимикробным веществом с целью снижения вероятности развития имплантат-ассоциированной инфекции в постоперационный период.The article is devoted to the investigation of the possibility of immobilized on the surface of the titanium implantable devices (model plates, “U-shaped” brackets) antimicrobial substances. Material and methods. The object of research were modeling titanium plates and titanium “U-shaped” brackets for implantation. Ciprofloxacin, hydroxypropylmethylcellulose and methylcellulose has been proposed as materials for the creation of antimicrobial pharmaceutical composition to immobilization. The antimicrobial properties of titanium implantable “U-shaped” brackets with ciprofloxacin was evaluated for potential antimicrobial activity against medically important bacterial (S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, E. faecalis and S. pyogenes) using method of diffusion in agar. Results. The results showed the possibility of putting and holding а ciprofloxacin in grooves on the modified surface of titanium implants. In the course of the study was developed a pharmaceutical composition, comprising ciprofloxacin and hydroxypropylmethylcellulose. The results showed high antimicrobial activity of pharmaceutical composition with ciprofloxacin against the test organisms (S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, E. faecalis and S. pyogenes).