Hydroxyapatite microspheres coated with poly(D,L-lactide) as bone filler and antibiotic delivery system

Wciąż nie udało się otrzymać implantu kostnego, który charakteryzowałby się wysoką biozgodnością i bioaktywnością, osteokonduktywnością, odpowiednimi właściwościami mechanicznymi oraz dobrą poręcznością chirurgiczną. Dodatkową zaletą tego typu materiału powinna być możliwość dostarczenia antybiotyku w wybrane miejsce ludzkiego organizmu w celu zapobiegania rozwojowi potencjalnych infekcji związanych z jego wszczepianiem. Opracowano nowy kompozytowy nośnik leku, składający się z porowatych granul hydroksyapatytowych pokrywanych poli(D,L-laktydem) z klindamycyną, mający znaleźć zastosowanie jako implant kostny w chirurgii szczękowo-twarzowej. Właściwości materiałów wykorzystanych do produkcji implantu zostały zbadane z użyciem metodXRD, FTIR, BET oraz DSC. Rozmiar i morfologię granul (250-1000μm) określono za pomocą mikroskopii SEM. Technika ta posłużyła także do określenia rozmiaru (10-40 μm) oraz rozmieszczenia porów. Udział objętościowy porów został oszacowany za pomocą metody hydrostatycznej. Przygotowano cztery grupy granul z różną zawartością klindamycyny. Zbadano właściwości uwalniania (trwającego 15-22 dni) leku z warstwy polimerowej. Od pierwszej godziny, aż do końca eksperymentu, obserwowano aktywność bakteriobójczą uwolnionej klindamycyny. W przypadku dwóch grup granul przez pierwszych pięć dni szczep bakteryjny gronkowca złocistego wykazywał wrażliwość lub średnią wrażliwość na uwolniony lek. Przedstawione w niniejszej pracy wyniki badań dowodzą, że opisywany kompozyt może znaleźć zastosowanie jako potencjalny implant kostny i nośnik leków. Prowadzone są dalsze badania nad zaprezentowanym materiałem.The problem of developing the bone implant, characterized by high biocompatibility, bioactivity, osteoconductivity, suitable mechanical properties and good surgical handiness, is still not solved. Additional advantage of such material should be the capability of delivering an antibiotic to a chosen part of the human body in order to prevent occurrence of post-operative infections. A novel drug delivery system, composed of porous hydroxyapatite granules with poly(D,L-lactide) coating incorporating clindamycin, was engineered for use as a bone filler in oral and maxillofacial surgery. The properties of the materials, used to obtain the implant, were examined by the use of XRD, FTIR, BET and DSC methods. The size (250-1000μm) and morphology of granules were determined with SEM. This technique was also applied to investigate the size (10-40 μm) and distribution of pores. The solvent accessible pore volume was evaluated by the hydrostatic method. Four groups of granules with different concentrations of clindamycin were prepared. The properties of drug release (lasting 15 to 22 days) from the polylactide layer were studied. The antimicrobial activity of the released clindamycin was observed from the first hour till the end of the experiment. The Staphylococcus aureus strain was susceptible or intermediately susceptible to the released drug during first 5 days for two studied groups. These experimental results indicate that the studied composite material may be used as a potential bone implant and drug carrier. The described system is still under investigation