Галатенко Н. А., Кулєш Д. В., Примушко С. О., Нечаєва Л. Ю., Гриценко В. П.

ДОСЛІДЖЕННЯ ПОЛІМЕРНИХ МАТЕРІАЛІВ З ДАКАРБАЗИНОМ НА ОСНОВІ МУЛЬТИБЛОКОВИХ ПОЛІУРЕТАНСЕЧОВИН

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Галатенко Н. А., Кулєш Д. В., Примушко С. О., Нечаєва Л. Ю., Гриценко В. П.

Рубрика:

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Поліуретани є одними з найбільш затребуваних матеріалів у медичній галузі завдяки своїй біосумісності та можливості створення різноманітних структур зі специфічними властивостями. Розробка та впровадження в медицину полімерних систем з пролонгованою дією лікарських препаратів є актуальною задачею сьогодення. Метою роботи було вивчення динаміки вивільнення дакарбазину з мультиблокових поліуретансечовин в модельне середовище, а також дослідження впливу пролонгованої форми іммобілізованого дакарбазину в залежності від складу полімеру на оточуючі тканини експериментальних тварин при їх імплантації. Об’єктами досліджень були композиційні матеріали з дакарбазином (1,0 мас. %) на основі поліуретансечовин, що містять у своїй структурі як подовжувачі макроланцюга 2-(2-аміноетокси)етан-1- амін (ДА1), 3,6-діоксооктан-1,8-діамін (ДА2) та 3-{2-[2-(3-амінопропокси)етокси]етокси}пропан-1-амін (ДА3). Спектрофотометричним методом було вивчено динаміку вивільнення дакарбазину з мультиблокових поліуретансечовин в модельне середовище в незмінному вигляді. З метою вивчення біосумісності полімерних матеріалів на основі мультиблокових поліуретансечовин різного складу були проведені модельні операції по їх імплантації в організм експериментальних тварин – щурів лінії Wistar. За результатами проведених досліджень динаміки вивільнення показано, що розроблені поліуретансечовинні композиції здатні до пролонгованого вивільнення дакарбазину протягом 14 діб. Згідно з отриманими результатами полімер, що містив 3,6-діоксооктан-1,8-діамін (ДА2) характеризувався найбільш повним вивільненням дакарбазину (70,09 % від загальної кількості іммобілізованої лікарської речовини). При імплантації композиційних матеріалів на основі мультиблокових поліуретансечовин з дакарбазином різного складу в організм експериментальних тварин спостерігався розвиток клітинних реакцій типових для асептичного запалення, без ознак гострих запальних та інших реактивних процесів. Згідно з проведеними гістологічними дослідженнями показано, що випробні зразки є біосумісними з тканинами експериментальних тварин, а поліуретансечовини, які містили у структурі діамін з найменшою довжиною ланцюга 2-(2-аміноетокси)етан-1-амін (ДА1) мали більш високий ступінь біосумісності та можуть бути рекомендовані для проведення подальших досліджень.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Wang Y, Liang R, Lin J, Chen J, Zhang Q, Li J, et al. Biodegradable polyurethane nerve guide conduits with different moduli influence axon regeneration in transected peripheral nerve injury. Journal of Materials Chemistry. 2021;38(9):7979-7990. DOI: https://doi.org/10.1039/d1tb01236c.
2. Vislohuzova T, Rozhnova R, Galatenko N, Narazhayko L, Rudenko A. Study of biodegradation, biocompatibility and bactericidal activity of film materials with tiamulin fumarate based on polyurethane urea. Chemistry & Chemical Technology. 2020;14(3):318-326. DOI: https://doi.org/10.23939/chcht14.03.318.
3. Galatenko NA, Rozhnova RA, Astapenko OO, Malanchuk VO. Biolohichno aktyvni poliuretanovi kompozytsii dlia kistkovo plastychnykh operatsii lytsevoho skeleta. Polimernyi zhurnal. 2023;45(1):15-26. DOI: https://doi.org/10.15407/polymerj.45.01.015. [in Ukrainian].
4. Konishi M, Tabata Y, Kariya M, Hosseinkhani H, Suzuki A, Fukuhara K, et al. In vivo anti-tumor effect of dual release of cisplatin and adriamycin from biodegradable gelatin hydrogel. Journal of Controlled Release. 2005;103(1):7-19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.11.014.
5. Sobczak M, Kedra К. Biomedical Polyurethanes for Anti-Cancer Drug Delivery Systems: A Brief, Comprehensive Review. Int. J Mol Sci. 2022;23(15):8181. DOI: 10.3390/ijms23158181.
6.  Sivak WN, Zhang J, Petoud S, Beckman EJ. Simultaneous drug release at different rates from biodegradable polyurethane foams. Acta Biomater. 2009;5:2398-2408. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2009.03.036.
7. Shoaib M, Bahadur A, Saif ur Rahman M, Iqbal S, Ifzan Arshad M, Asif Tahir M, et al. Sustained drug delivery of doxorubicin as a function of pH, releasing media, and NCO contents in polyurethane urea elastomers. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2017;39:277- 282. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jddst.2017.04.010.
8. Li B, Brown KV, Wenke JC, Guelcher SA. Sustained release of vancomycin from polyurethane scaffoldsinhibits infection of bone wounds in a rat femoral segmental defect model. J. Control. Release. 2010;145:221-230. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2010.04.002.
9. Wang A, Gao H, Sun Y, Sun YL, Yang YW, Wu G, et al. Temperature and pH-responsive nanoparticles of biocompatible polyurethanes for doxorubicin delivery. Int. J. Pharm. 2013;441:30-39. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2012.12.021.
10. Basak P, Adhikari B, Banerjee I, Maiti TK. Sustained release of antibiotic from polyurethane coated implant materials. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2009;20:213-221. DOI: https://doi.org/10.1007/s10856-008-3521-3.
11. Moura SAL, Lima LDC, Andrade SP, Silva-Cunha ADJ, Órefice RL, Ayres E, et al. Local Drug Delivery System: Inhibition of Inflammatory Angiogenesis in a Murine Sponge Model by Dexamethasone-Loaded Polyurethane Implants. J. Pharm. Sci. 2011;100:2886-2895. DOI: https://doi.org/10.1002/jps.22497.
12. Choudhary D, Goykar H, Kalyane D, Sreeharsha N, Tekade RK. The Future of Parmaceutical Product Development and research; New York: Academic Press; 2020. Chapter 6, Prodrug design for improving the biopharmaceutical properties of therapeutic drugs; p. 179-226. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814455-8.00006-2.
13. Galatenko NA, Rozhnova RA, Kuliesh DV, Denisenko VD, Maletskyy AP, Bigun NM. Rat tissue responses to dacarbazine-containing implants made of cross-linked polyurethane of different densities. Journal of Ophthalmology. 2022;507(4):40-48. DOI: http://doi.org/10.31288/oftalmolzh202244048.
14. Denysenko VD, Galatenko NA, Rozhnova RA, Nechaieva LIu. Izotsianuratvmisni pinopoliuretansechovyny, napovneni dakarbazynom, dlia medytsyny. Materialy II Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii Teoretychni ta eksperymentalni aspekty suchasnoi khimii ta materialiv TASKh-2023; 2023 Trav 20; Dnipro. Dnipro: DDAUE; s. 48-51. [in Ukrainian].
15. Prymushko S, Galatenko N, Rozhnova R, Kozlova G, Gladyr I. Synthesis and research of new polyurethane ureas that contain 1,8-diamino3,6-dioxooctane as extender of macrochain. Polymer Journal. 2022;44(3):231-238. DOI: https://doi.org/10.15407/polymerj.44.03.231.
16. Prymushko SO, Galatenko NА, Rozhnova RA, Kozlova GA, Gladyr II, Danko NO. Synthesis and research of polyurethane urea with 2-(2-aminoethoxy)ethan-1-amine and 3-{2-[2-(3-aminopropoxy)ethoxy]ethoxy}propane-1-amine as macrochain extenders, and compositions with ifosphamide based on them. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2024;1:70-80.
17. Cheng Y, Yu S, Zhen X, Wang X, Wu W, Jiang X. Alginic acid nanoparticles prepared through counterion complexation method as a drug delivery system. ACS Appl Mater Interfaces. 2012;4(10):5325-32. DOI: 10.1021/am3012627.
18. Sahu SK, Mallick SK, Santra S, Maiti TK, Ghosh SK, Pramanik P. In vitro evaluation of folic acid modified carboxymethyl chitosan nanoparticles loaded with doxorubicin for targeted delivery. J. Mater Sci Mater Med. 2010;21(5):1587-1597. DOI: 10.1007/s10856-010-3998-4.
19. Hiremath CG, Heggnnavar GB, Kariduraganavar MY, Hiremath MB. Co-delivery of paclitaxel and curcumin to foliate positive cancer cells using Pluronic-coated iron oxide nanoparticles. Prog Biomater. 2019;8:155-168. DOI: https://doi.org/10.1007/s40204-019-0118-5.
20. Prymushko SO, Galatenko NA, Rozhnova RA, Kozlova GA, Gladyr II, Nechaeva LYu. Film-forming compositions based on polyurethaneureas with extended release of dacarbazine. Polymer Journal. 2023;45(4):319. DOI: 10.15407/polymerj.45.04.319.
21. Council of Europe. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Council of Europe: Strasbourg; 1986. 53 p.
22. Bahrii MM, Dibrova VA, Popadynets OH, Hryshchuk MI. Metodyky morfolohichnykh doslidzhen. Vinnytsia: Nova Knyha; 2016. 328 s. [in Ukrainian].

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 4, 175, 298-315 сторінки, код УДК 678.664, 57.084.1, 57.085.1

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-4-175-298-315