Аннотация:
<strong>Цель</strong> рассмотреть потенциальную перспективность применения PLGA и шеллака для получения фазозависимых <em>in situ</em> имплантатов.
<strong>Материал и методы.</strong> Исследование проходило в два тура: I тур был посвящен оценке составов NMP-полимер, II тур оценке составов NMP-полимер-ПЭГ. В работе использовали PLGA с различными соотношениями лактидных и гликолидных звеньев (75:25, 50:50), отбеленный обезвощенный шеллак, N-метилпирролидон (NMP) в качестве растворителя, а также ПЭГ-1500 в концентрации 5[%] (масс/об) как сорастворитель. Экспериментальные составы содержали матрицеобразователи в концентрации 33[%]. Скрининг составов проводили по растворимости полимеров в NMP, гомогенности и проходимости через иглу полученной системы полимер-NMP, скорости образования имплантата в ходе жидкость-жидкостной экстракции в среде фосфатного буферного раствора (рН=6.8), а также морфологии имплантата. Скорость образования имплантата и диффузию красителя из систем доставки изучали также посредством разработанной ранее на базе лаборатории Института фармации им. А.П. Нелюбина <em>in vitro </em>агаровой модели десны.
<strong>Результаты.</strong> I тур исследований показал, что система NMP-PLGA (75:25) образует твердый имплантат за 1 час, а система NMP-шеллак за 2 часа. Составы были положительно оценены по предъявленным критериям, несмотря на сильно разнящиеся показатели объема диффузии 1414 мкл для NMP-шеллак, 1065 мкл для NMP-PLGA (75:25), что говорит о возможности их использования без введения дополнительных вспомогательных веществ. NMP-PLGA(50:50) не полностью осадился по истечении критического времени (3 ч) и был признан нуждающимся в корректировке из-за недостаточной скорости образования имплантата.
Во II туре наблюдалась менее интенсивная диффузия красителя из имплантатов в агар (например, для NMP-PLGA(50:50) 641 мкл, а для NMP-PLGA(50:50)-ПЭГ 25 мкл), но вместе с тем положительная динамика по времени их осаждения как в среде фосфатного буфера (мгновенное осаждение без необходимости встряхивания), так и в <em>in vitro</em> агаровой модели десны (по истечении 3 часов состав NMP-PLGA(50:50)-ПЭГ в отличие от NMP-PLGA(50:50) образовал полутвердый имплантат).
<strong>Заключение.</strong> В ходе проведенных экспериментов в качестве наиболее перспективных для дальнейшей разработки фазочувствительного<em> in situ </em>стоматологического имплантата были отобраны составы NMP-шеллак и NMP-PLGA(75:25). Добавление ПЭГ было признано рациональным с точки зрения увеличения скорости осаждения имплантата и уменьшения начальной диффузии растворителя.
<p><strong>Aim </strong> to consider the potential prospects of using Poly(<em>l</em>-lactide-<em>co</em>-glycolide) (PLGA) and shellac to obtain phase-dependent <em>in situ</em> implants.</p>
<p><strong>Material and methods.</strong> The study required two stages: stage I was the evaluation of NMP-polymer compositions, and stage II was the evaluation of NMP-polymer-PEG compositions. We used PLGA with various ratios of lactide and glycolide units (75:25, 50:50), dewaxed bleached shellac, N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent, and PEG-1500 at a concentration of 5[%] (wt/vol) as a co-solvent. The experimental formulations contained matrix formers at a concentration of 33[%]. The formulations were screened for polymer solubility in NMP, homogeneity and permeability through the needle of the resulting polymer-NMP system, the implant formation rate during the liquid-liquid extraction in a phosphate buffer solution (pH=6.8), and the implant morphology. The rate of implant formation and the diffusion of the dye from the delivery systems were also studied using the<em> in vitro</em> agar gingiva model, previously developed in the laboratory of the A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy.</p>
<p><strong>Results. </strong>The first stage of the study showed that the NMP-PLGA system (75:25) formed a solid implant in 1 hour, and the NMP-shellac system in 2 hours. The formulations were positively assessed according to the presented criteria, despite the very different diffusion volumes 1414 l for NMP-shellac and 1065 l for NMP-PLGA (75:25) which indicates the possibility of their use without the introduction of additional excipients. The NMP-PLGA system (50:50) had not completely precipitated after the critical time (3 hours) and was considered as requiring an adjustment due to the insufficient implant formation rate.</p>
<p>In the stage II, a less intense diffusion of the dye from the implants into agar was observed. For example, for NMP-PLGA(50:50) 641 l, and for NMP-PLGA(50:50)-PEG 25 l. At the same time, there was the positive dynamics in the time of their precipitation both in phosphate buffer medium (instantaneous precipitation without the need for shaking) and in the <em>in vitro </em>agar gingiva model after 3 hours, the composition of NMP-PLGA (50:50)-PEG, in contrast to NMP-PLGA (50:50), had formed a semi-solid implant.</p>
<p><strong>Conclusion.</strong> In the course of the experiments, the compositions of NMP-shellac and NMP-PLGA (75:25) were selected as the most promising for further development of a phase-sensitive<em> in situ</em> dental implant. The addition of PEG was found to be rational in terms of increasing the rate of implant precipitation and reducing the initial diffusion of the solvent.</p> Сахарова П.С. «Первый Московский государственный университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Пыжов В.С. «Первый Московский государственный университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Бахрушина Е.О. «Первый Московский государственный университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
«Первый Московский государственный университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский университет)
Sechenov First Moscow State Medical University
Sakharova P.S. Polina S. Sechenov First Moscow State Medical University
Pyzhov V.S. Victor S. Sechenov First Moscow State Medical University
Bakhrushina E.O. Elena O. Sechenov First Moscow State Medical University
Poly(l-lactide-со-glycolide) and shellac in the development of phase-sensitive in situ implants eng
Поли(l-лактид-со-гликолид) и шеллак в разработке фазочувствительных in situ имплантатов
Текст визуальный электронный
Аспирантский вестник Поволжья
Samara State Medical University
Т. 22, № 4 С. 51-57
2022
ПЛГА
PLGA
шеллак
shellac
in situ технологии
in situ technologies
N-метилпирролидон
N-methylpyrrolidone
имплантаты
implants
Статья
<strong>Цель</strong> рассмотреть потенциальную перспективность применения PLGA и шеллака для получения фазозависимых <em>in situ</em> имплантатов.
<strong>Материал и методы.</strong> Исследование проходило в два тура: I тур был посвящен оценке составов NMP-полимер, II тур оценке составов NMP-полимер-ПЭГ. В работе использовали PLGA с различными соотношениями лактидных и гликолидных звеньев (75:25, 50:50), отбеленный обезвощенный шеллак, N-метилпирролидон (NMP) в качестве растворителя, а также ПЭГ-1500 в концентрации 5[%] (масс/об) как сорастворитель. Экспериментальные составы содержали матрицеобразователи в концентрации 33[%]. Скрининг составов проводили по растворимости полимеров в NMP, гомогенности и проходимости через иглу полученной системы полимер-NMP, скорости образования имплантата в ходе жидкость-жидкостной экстракции в среде фосфатного буферного раствора (рН=6.8), а также морфологии имплантата. Скорость образования имплантата и диффузию красителя из систем доставки изучали также посредством разработанной ранее на базе лаборатории Института фармации им. А.П. Нелюбина <em>in vitro </em>агаровой модели десны.
<strong>Результаты.</strong> I тур исследований показал, что система NMP-PLGA (75:25) образует твердый имплантат за 1 час, а система NMP-шеллак за 2 часа. Составы были положительно оценены по предъявленным критериям, несмотря на сильно разнящиеся показатели объема диффузии 1414 мкл для NMP-шеллак, 1065 мкл для NMP-PLGA (75:25), что говорит о возможности их использования без введения дополнительных вспомогательных веществ. NMP-PLGA(50:50) не полностью осадился по истечении критического времени (3 ч) и был признан нуждающимся в корректировке из-за недостаточной скорости образования имплантата.
Во II туре наблюдалась менее интенсивная диффузия красителя из имплантатов в агар (например, для NMP-PLGA(50:50) 641 мкл, а для NMP-PLGA(50:50)-ПЭГ 25 мкл), но вместе с тем положительная динамика по времени их осаждения как в среде фосфатного буфера (мгновенное осаждение без необходимости встряхивания), так и в <em>in vitro</em> агаровой модели десны (по истечении 3 часов состав NMP-PLGA(50:50)-ПЭГ в отличие от NMP-PLGA(50:50) образовал полутвердый имплантат).
<strong>Заключение.</strong> В ходе проведенных экспериментов в качестве наиболее перспективных для дальнейшей разработки фазочувствительного<em> in situ </em>стоматологического имплантата были отобраны составы NMP-шеллак и NMP-PLGA(75:25). Добавление ПЭГ было признано рациональным с точки зрения увеличения скорости осаждения имплантата и уменьшения начальной диффузии растворителя.
<p><strong>Aim </strong> to consider the potential prospects of using Poly(<em>l</em>-lactide-<em>co</em>-glycolide) (PLGA) and shellac to obtain phase-dependent <em>in situ</em> implants.</p>
<p><strong>Material and methods.</strong> The study required two stages: stage I was the evaluation of NMP-polymer compositions, and stage II was the evaluation of NMP-polymer-PEG compositions. We used PLGA with various ratios of lactide and glycolide units (75:25, 50:50), dewaxed bleached shellac, N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent, and PEG-1500 at a concentration of 5[%] (wt/vol) as a co-solvent. The experimental formulations contained matrix formers at a concentration of 33[%]. The formulations were screened for polymer solubility in NMP, homogeneity and permeability through the needle of the resulting polymer-NMP system, the implant formation rate during the liquid-liquid extraction in a phosphate buffer solution (pH=6.8), and the implant morphology. The rate of implant formation and the diffusion of the dye from the delivery systems were also studied using the<em> in vitro</em> agar gingiva model, previously developed in the laboratory of the A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy.</p>
<p><strong>Results. </strong>The first stage of the study showed that the NMP-PLGA system (75:25) formed a solid implant in 1 hour, and the NMP-shellac system in 2 hours. The formulations were positively assessed according to the presented criteria, despite the very different diffusion volumes 1414 l for NMP-shellac and 1065 l for NMP-PLGA (75:25) which indicates the possibility of their use without the introduction of additional excipients. The NMP-PLGA system (50:50) had not completely precipitated after the critical time (3 hours) and was considered as requiring an adjustment due to the insufficient implant formation rate.</p>
<p>In the stage II, a less intense diffusion of the dye from the implants into agar was observed. For example, for NMP-PLGA(50:50) 641 l, and for NMP-PLGA(50:50)-PEG 25 l. At the same time, there was the positive dynamics in the time of their precipitation both in phosphate buffer medium (instantaneous precipitation without the need for shaking) and in the <em>in vitro </em>agar gingiva model after 3 hours, the composition of NMP-PLGA (50:50)-PEG, in contrast to NMP-PLGA (50:50), had formed a semi-solid implant.</p>
<p><strong>Conclusion.</strong> In the course of the experiments, the compositions of NMP-shellac and NMP-PLGA (75:25) were selected as the most promising for further development of a phase-sensitive<em> in situ</em> dental implant. The addition of PEG was found to be rational in terms of increasing the rate of implant precipitation and reducing the initial diffusion of the solvent.</p>