Polimerowe nośniki czynników angiogennych. Cz. I. Membrana chitozanowo-alginianowa jako nośnik PDGF-AB i TGF-β



Podobne dokumenty
Osocze bogatopłytkowe w ginekologii estetycznej

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1

Nanostrukturalne materiały hybrydowe dla potrzeb regeneracyjnej terapii ortopedycznej

PRZYKŁADOWE ZASTOSOWANIA PRP W SCHORZENIACH NARZĄDU RUCHU:

PL B1. INSTYTUT BIOPOLIMERÓW I WŁÓKIEN CHEMICZNYCH, Łódź, PL

Ocena wpływu nowej błony zaporowej dla sterowanej regeneracji tkanek na aktywność płytek krwi w osoczu bogato płytkowym*

Politechnika. Łódzka

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Medycyna Regeneracyjna. Leczenie schorzeń ortopedycznych osoczem bogatopłytkowym PRP

prf duo Wirówka PRF Duo jest jedynym dostępnym w Polsce urządzeniem do pozyskiwania PRF rekomendowanym przez dr Choukrouna. CHIRURGIA I IMPLANTOLOGIA

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII REP-RAP DO WYTWARZANIA FUNKCJONALNYCH STRUKTUR Z PLA

Ocena właściwości biologicznych kompozytów na bazie chitosanu do. stosowania w inżynierii tkankowej kości

Specjalna Terapia Szyi i Dekoltu. DTS MG Co., Ltd.

PRZEWODNIK PO PRODUKTACH. Nowoczesne rozwiązania dla Medycyny Regeneracyjnej

Nanokompozytowe membrany włókniste; możliwości zastosowań medycznych

Opis prototypów prezentowanych na targach.

Synteza nanocząstek magnetycznych pokrytych modyfikowaną skrobią dla zastosowań biomedycznych

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

ZASTOSOWANIE MD-TISSUE W TERAPII ANTI-AGING

Techniki immunoenzymatycznego oznaczania poziomu hormonów (EIA)

Hala technologiczna IBWCh - reaktor do syntezy polimeru. Schemat technologiczny zespołu do polimeryzacji metodą sekwencyjną w skali 30 l - IBWCh

Podstawy biogospodarki. Wykład 7

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek współpracujących ze sobą (o podobnej strukturze i funkcji) komórki

Politechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot: BIOMATERIAŁY. 1. Klasyfikacja materiałów medycznych

Właściwości, degradacja i modyfikacja hydrożeli do zastosowań w uprawach roślinnych (zadania 2, 3 i 11)

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek (współpracujących ze sobą) o podobnej strukturze i funkcji. komórki. macierz zewnątrzkomórkowa

Daria Jóźwiak. OTRZYMYWANĄ METODĄ ZOL -śel W ROZTWORZE SZTUCZNEJ KRWI.

PL B1. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL BUP 19/13

dr hab. prof. AWF Agnieszka Zembroń-Łacny DOPING GENOWY 3 CIEMNA STRONA TERAPII GENOWEJ

geistlich pharma CHIRURGIA I IMPLANTOLOGIA przegląd oferty fm dental 15

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA ARKUSZ KALKULACYJNY OKREŚLAJĄCY CENĘ OFERTY. zestaw 4

MARIA GROLIK INŻYNIERIA TKANKOWA NOWE NARZĘDZIE W REKONSTRUKCJI TKANEK

LEKI CHEMICZNE A LEKI BIOLOGICZNE

Skrobia dialdehydowa oraz pektyna jako czynniki sieciujące dla zastosowań w inżynierii tkankowej

ODPORNOŚĆ KOROZYJNA STALI 316L W PŁYNACH USTROJOWYCH CZŁOWIEKA

Klinika Ortopedii Dziecięcej Katedry Ortopedii Dziecięcej UM w Lublinie

Informacje o produkcie

PROPERTIES OF POLYURETHANE COMPOSITES WITH BIOGLASS FOR MEDICAL APPLICATION

Oznaczanie aktywności cytotoksycznej chemoterapeutyków wobec komórek nowotworowych

Suplement diety na stawy

Materiał kościozastępczy

Kod modułu. Nazwa modułu. Biomateriały w praktyce medycznej i laboratoryjnej. Wydział Lekarsko - Biotechnologiczny i Medycyny Laboratoryjnej (WLBiML)

W związku z otrzymanymi zapytaniami do Specyfikacji Istotnych Warunków Zamówienia, Zamawiający wyjaśnia:

Wykład 2. Wprowadzenie do metod membranowych (część 2)

Sposób otrzymywania białek o właściwościach immunoregulatorowych. Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania fragmentów witellogeniny.

PL B1. Szerokoporowaty podkład do hodowli komórkowych, zwłaszcza do hodowli komórkowych 3D, sposób jego wytwarzania i jego zastosowanie

Chromatogramy Załącznik do instrukcji z Technik Rozdzielania Mieszanin

Jakie są wskazania do zastosowania osocza bogatopłytkowego i fibryny bogatopłytkowej w weterynarii?

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Lepkościowo średnia masa cząsteczkowa polimeru. opiekun ćwiczenia: dr A.

Dorota Kunkel. WyŜsza Szkoła InŜynierii Dentystycznej

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Doktorantka: Żaneta Lewandowska

d[a] = dt gdzie: [A] - stężenie aspiryny [OH - ] - stężenie jonów hydroksylowych - ] K[A][OH

Osocze bogatopłytkowe PRP Fibryna bogatopłytkowa I-PRF

Silna kość dla pięknych zębów

Regulacja wzrostu i różnicowania komórek poprzez oddziaływanie komórek z macierzą zewnątrzkomórkową

Stem Cells Spin S.A. Debiut na rynku NewConnect 24 sierpnia 2011

ZESZYTY NAUKOWE TOWARZYSTWA DOKTORANTÓW UJ NAUKI ŚCISŁE, NR 14 (1/2017), S

Tkanka łączna. Komórki i bogata macierz. Funkcje spaja róŝne typy innych tkanek zapewnia podporę narządom ochrania wraŝliwe części organizmu

Tkanka kostna. Kość jest tkanką w której zachodzą stale dwa procesy pozostające ze sobą w stanie dynamicznej równowagi:

Pytania i odpowiedzi

Wpływ warunków przechowywania na fizyczną stabilność tabletek. Barbara Mikolaszek

Katarzyna Pawlak-Buś

PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII. Procesy naprawcze

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Badanie uwalniania paracetamolu z tabletki. Mgr farm. Piotr Podsadni

data ĆWICZENIE 7 DYSTRYBUCJA TKANKOWA AMIDOHYDROLAZ

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 13 WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE POTENCJOMETRYCZNYCH CZUJNIKÓW GAZOWYCH

Czym różni się zabieg z osocza bogatopłytkowego od zabiegu z fibryny bogatopłytkowej?

Możliwości zastosowania PRP i PRF w sterowanej regeneracji tkanek w chirurgii stomatologicznej

1. Metody badania oddziaływania komórek z polimerami 2. Oddziaływanie komórek z powierzchnią polimeru 3. Oddziaływanie komórek z polimerami w

Załącznik nr 4 do SIWZ. Strona 1

Zastosowanie żelu bogatopłytkowego PRP w medycynie

MEDYCYNA ESTETYCZNA CENNIK

Osteoarthritis & Cartilage (1)

PL B1. Opatrunek przyspieszający ziarninowanie i sposób wytwarzania opatrunku przyspieszającego ziarninowanie

Wykład 11. Membrany ciekłe i biopodobne. Opracowała dr Elżbieta Megiel

Tkanki. Tkanki. Tkanka (gr. histos) zespół komórek współpracujących ze sobą (o podobnej strukturze i funkcji) komórki

Zalety przewodników polimerowych

Dotyczy zamówienia publicznego ogłoszonego w trybie przetargu nieograniczonego pod nazwą: Dostawa systemów do pozyskiwania osocza bogatopłytkowego

Zastosowanie bioresorbowalnych rusztowań w inżynierii tkankowej

geistlich pharma CHIRURGIA I IMPLANTOLOGIA przegląd oferty fm dental 15

2.1. Charakterystyka badanego sorbentu oraz ekstrahentów

BIOPOLIMERY. Rodzaj zajęć: Grupa: WIMiC I-III r. Termin: poniedziałek Sala: Prowadzący: KONSULTACJE. POK. 106a A3. seminarium 105 A3/A4

Zastosowanie biomateriałów

Biomateriały i nośniki w medycynie odtwórczej - oddziaływanie komórek z polimerami

1600-Le5MREG-J Kod ERASMUS 12.00

Ćwiczenie 7. Wyznaczanie stałej szybkości oraz parametrów termodynamicznych reakcji hydrolizy aspiryny.

POSTANOWIENIE. z dnia 25 marca 2013 r. Przewodniczący członek Krajowej Izby Odwoławczej: Barbara Bettman

Sesja prezentacji Wydziału Chemicznego

ZAPROSZENIE DO SKŁADANIA OFERT. Na wykonanie usług badawczych

Ćwiczenie 2: Właściwości osmotyczne koloidalnych roztworów biopolimerów.

(54) Sorbent do pozaustrojowego usuwania lipoprotein o niskiej gęstości z krwi lub osocza

PL B1. UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU, Poznań, PL BUP 26/15. RENATA DOBRUCKA, Poznań, PL JOLANTA DŁUGASZEWSKA, Poznań, PL

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 3 ANALIZA TRANSPORTU SUBSTANCJI NISKOCZĄSTECZKOWYCH PRZEZ

KINETYKA REAKCJI ENZYMATYCZNYCH

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Elektrolity polimerowe. 1. Modele transportu jonów 2. Rodzaje elektrolitów polimerowych 3. Zastosowania elektrolitów polimerowych

Wskaźniki włóknienia nerek

Transkrypt:

Polimerowe nośniki czynników angiogennych. Cz. I. Membrana chitozanowo-alginianowa jako nośnik PDGF-AB i TGF-β MARTA MICHALSKA 1, MARCIN KOZAKIEWICZ 2, KAZIMIERA HENRYKA BODEK 3 1 Katedra Chemii Farmaceutycznej i Biochemii, Zakład Biochemii Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi 2 Klinika Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej i Onkologicznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi 3 Katedra Farmacji Stosowanej, Zakład Farmacji Aptecznej Uniwersytet Medyczny w Łodzi Streszczenie Mikrokrystaliczny chitozan (MKCh) charakteryzuje się wieloma cennymi własnościami uŝytkowymi m. in.: biozgodnością, działaniem przeciwbakteryjnym i przeciw grzybiczym, wysoką adhezyjnością, wysoką wartością współczynnika WRV i duŝą sorpcyjnością, wysoką bioaktywnością, zdolnością do biodegradacji, brakiem oddziaływania cytotoksycznego i immunologicznego, a dodatkowo zdolnością do tworzenia błon bezpośrednio z zawiesiny wodnej. Biopolimer ten ze względu na biodegradację i bezpieczeństwo w stosowaniu, oceniony został jako efektywny czynnik hemostatyczny. MKCh z takimi właściwościami stanowi przydatny materiał wyjściowy do produkcji opatrunków biologicznych, a przede wszystkim jako nośnik czynników wzrostu, mający zastosowanie w chirurgii. Biodegradowalne membrany są stosowane w chirurgii stomatologicznej do sterowanej regeneracji tkanek, co spowodowało opracowanie technologii otrzymywania modyfikowanych membran z mikrokrystalicznego chitozanu. Przeprowadzono badania stopnia uwalniania wybranych czynników angiogennych: płytkowego czynnika wzrostu, PDGF-AB i transormującego czynnika wzrostu, TGF-β z dwuwarstwowej membrany chitozanowo-alginianowej, znajdującej zastosowanie w chirurgii 1

stomatologicznej. Ocena stopnia uwalniania czynników angiogennych (PDGF-AB i TGF-β) w czasie z podłoŝa polimerowego, moŝe stać się przydatną w wyborze odpowiedniego nośnika dla czynników wzrostu. Słowa kluczowe: czynniki wzrostu (PDGF-AB, TGF-β), polimery (chitozan mikrokrystaliczny, alginian wapnia), membrana chitozanowo-alginianowa, szybkość uwalniania WPROWADZENIE Angiogenne czynniki wzrostu mogą znacznie wspomagać i modyfikować regenerację tkanki [1, 2]. Główną rolę w tym procesie odgrywają czynniki uwalniane z osocza bogatopłytkowego (platelet rich plasma, PRP). Badania nad osoczem bogatopłytkowym pozwoliły zidentyfikować płytkowy czynnik wzrostu (platelet derived growth factor, PDGF), insulinopodobny czynnik wzrostu (insulin growth factor, IGF), naskórkowy czynnik wzrostu (epidermal growth factor, EGF) oraz transformujący czynnik wzrostu (transforming growth factor, TGF). Płytkowy czynnik wzrostu (PDGF) pobudza mitogenezę komórek macierzystych szpiku i osteoblastów, powodując zwiększenie ich ilości o kilka rzędów wielkości. Nasila się przy jego udziale mitoza komórek śródbłonka, rozpoczyna się proces angiogenezy i wrastanie naczyń do uszkodzonej tkanki. TGF-β pobudza wzrost fibroblastów, nasila syntezę macierzy kolagenowej i podtrzymuje proces angiogenezy. Zainicjowanie wzrostu komórek kostnych odbywa się głównie przy udziale czynników PDGF, TGF-β i IGF. Ich źródłem jest głównie osocze bogatopłytkowe (platelet rich plasma, PRP), które znajduje zastosowanie m. in. jako składnik Ŝelu bogatopłytkowego (platelet rich gel, PRG). Aby w pełni wykorzystać właściwości regeneracyjne PRG zastosowano jego połączenie z materiałem osteokondukcyjnym, w wyniku czego uzyskano demineralizowaną macierz kostną stosowaną do regeneracji ubytków kostnych [3]. Z ostatnich badań wynika, Ŝe płytki krwi mają zdolność sekrecji duŝych stęŝeń płytkowego czynnika wzrostu (PDGF-AB) i transformującego czynnika wzrostu (TGF-β) [4, 5]. Oceniono aktywność nowo wytworzonej trójwarstwowej błony barierowej alginianowochitozanowo-alginianowej, na zmiany stęŝenia PDGF-AB i TGF-β we własnopochodnym 2

osoczu bogato płytkowym. Nowa trójwarstwowa błona dla sterowanej regeneracji tkanek, stabilizuje aktywność osteoindukcyjną PRP poprzez protekcyjny wpływ w stosunku do uwalniania PDGF-AB i TGF-β z płytek krwi. Współczesne metody leczenia wykorzystują moŝliwości inŝynierii tkankowej (biomimetykę), pozwalającą na powtórzenie procesów embriogenetycznych w gojeniu się tkanek [6]. Do przebiegu właściwej regeneracji tkanek wymagane są trzy składniki w pełni od siebie zaleŝne: nośniki, komórki oraz składniki zewnątrzkomórkowe macierzy (ECM) obejmujące czynniki wzrostowe, morfogeny, adhezyny, hormony i witaminy. Dobrym nośnikiem substancji leczniczych i czynników wzrostu [7, 8] jest chitozan, naturalny polimer wykorzystywany do projektowania sztucznych narządów [9]. Prowadzone badania pozwoliły zastosować chitozan dla celów inŝynierii tkankowej jako biologiczne rusztowanie podłoŝe do hodowli komórek [10]. Eksperymentalne badania wskazują na moŝliwość wykorzystania chitozanu jako biologicznego kleju, który mógłby z powodzeniem znaleźć zastosowanie w uszkodzeniach tkanki kostnej oraz krwawieniach z duŝych naczyń krwionośnych [11]. Jednym z wielu materiałów uŝywanych w chirurgii jest Ŝel fibrynowy (fibrin glue) [12]. Związany z endothelialnym czynnikiem wzrostu (endothelial cell growth factor, ECGF), stanowi dobry hemostatyczny materiał opatrunkowy. W badaniach in vitro okazało się, Ŝe Ŝel fibrynowy w połączeniu z kwasem hialuronowym i z siarczanem chondroityny (GHC6S), jest doskonałym czynnikiem promującym reakcję sekrecji komórek matrix mitochondrialnego oraz hamującym procesy ich degradacji [13, 14]. Zarówno składnik badanego kompleksu, jak i jego usieciowanie, mają znaczący wpływ na stopień uwalniania czynników wzrostu. WciąŜ trwają poszukiwania nowych materiałów do tworzenia membran dla sterowanej regeneracji tkanek. W prezentowanej pracy przedstawiono sposób otrzymania dwuwarstwowej membrany z mieszaniny polimerów naturalnych: chitozanu mikrokrystalicznego i alginianu wapnia, oraz wstępną ocenę właściwości otrzymanej membrany do wiązania i uwalniania wybranych czynników wzrostu. Celem badań była ocena stopnia uwalniania wybranych czynników wzrostu (PDGF- AB i TGF-β) z podłoŝa polimerowego (dwuwarstwowej membrany chitozanowoalginianowej). 3

MATERIAŁ I METODY Chitozan mikrokrystaliczny (MKCh M-66) w postaci hydroŝelu o zawartości 2,83% polimeru, stopniu deacetylacji ok. 80% i wiskozymetrycznie średniej masie cząsteczkowej ok. 200 kda oraz alginian wapnia (ALG LF 10/60) w postaci 0,5% zawiesiny wodnej (Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych, Łódź). Fizykochemiczna modyfikacja powodująca uszlachetnienie chitozanu, pozwoliła na opracowanie chitozanu mikrokrystalicznego. Sposób jego produkcji jest chroniony międzynarodowymi patentami, naleŝącymi do Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi. W procesie tym wykorzystuje się zjawiska fizykochemiczne i chemiczne, takie jak zobojętnianie, koagulacja, czy agregacja cząsteczek glukozoaminy. MKCh charakteryzuje się wieloma cennymi własnościami uŝytkowymi m.in. biozgodnością, działaniem przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym, wysoką adhezyjnością, wysoką wartością współczynnika WRV, duŝą sorpcyjnością i wysoką bioaktywnością. Preparatyka filmów polimerowych Dwuwarstwowe filmy polimerowe chitozanowo-alginianowe (MKCh-ALG) przygotowano przez wylewanie mieszaniny hydroŝelu MKCh (ok. 4,0 g) i zawiesiny alginianu wapnia (ok. 2,0 g) z dodatkiem 1 kropli glicerolu (0,03 g) i 2 kropli glikolu propylenowego (0,05 g ), na czyste płytki teflonowe o wymiarach 5 cm 6 cm. Następnie płytki wraz z naniesioną warstwą mieszaniny polimerów suszono 24 h w temperaturze pokojowej. Na tak przygotowane filmy nanoszono w warunkach aseptycznych następną warstwę mieszaniny polimerów (ok. 6,0 g) i plastyfikatorów (ok. 0,08 g). W czasie mieszania składników wprowadzano odpowiedni czynnik wzrostu o ustalonym stęŝeniu (100 µl roztworu uzyskanego przez rozpuszczenie 10 µg PDGF-AB w 1,11 ml 0,1 mol/l PBS, ph 7,4 i 5 µg TGF-ß w 3,921 ml PBS). Stosunek ilościowy PDGF do TGF odpowiada stosunkowi tych oligopeptydów w ludzkim PRP [5]. Płytki z naniesioną drugą warstwą mieszaniny suszono w temperaturze pokojowej przez 24 h. Po odparowaniu wody z hydroŝelu otrzymano kseroŝel chitozanowo-alginianowy, przy czym wagowo chitozan stanowił 92%, a alginian 8% mieszaniny. Tak przygotowane filmy dzielono na kawałki o wymiarach 1 cm 1 cm, które eluowano do buforu PBS 0,1 mol/l, ph 7,4. W eluencie oznaczano czynnik wzrostu po 30 minutach, 1 h, 2 h, 3h i 5 h. 4

Analizę wiązania i uwalniania czynników wzrostu przeprowadzono immunoenzymatyczną metodą Elisa. Oznaczenie ilości związanego z nośnikiem płytkowego czynnika wzrostu (PDGF-AB) i transormującego czynnika wzrostu (TGF-ß), przeprowadzono metodą immunoenzymatyczną stosując testy ELISA R&D System Reagent, zawierającego poliklonalne przeciwciała przeciwko PDGF-AB połączone z chrzanową peroksydazą (PDGF-AB Conjugate) i rekombinowanym ludzkim PDGF-AB w buforowanym białku (PDGF-AB Standard). Monoklonalne przeciwciała dla PDGF-AB i TGF-ß przeniesiono na mikropłytkę. Wzorzec i próby były unieruchamiane przez odpowiednie przeciwciało. Rekombinowany TGF-ß, 25,0 kda (Serotec, Immunological Excellence), rekombinowany PDGF-AB, 25,5 kda (Chemicon International a Serological Company), Elisa Test by R& D System. Odczytu absorbancji przy 540 nm dokonywano przy uŝyciu czytnika Elx 800, Bio-Tek Instruments, Inc. Wartości średniej i odchylenie standardowe obliczono korzystając z arkusza kalkulacyjnego Excel pakietu Office 2007 Firmy Microsoft. StęŜenie uwolnionych czynników wzrostu w czasie trwania procesu przedstawiono w tabelach i na rycinie. WYNIKI I DYSKUSJA Związki wielkocząsteczkowe znajdują coraz szersze zastosowanie w praktyce farmaceutycznej jako substancje pomocnicze, zarówno w technologii nowych postaci leków, jak i w docelowych systemach terapeutycznych z kontrolowanym uwalnianiem substancji leczniczych [15]. Układ substancja lecznicza polimer umoŝliwia bowiem lepsze wykorzystanie i zmniejszenie dawek, ograniczenie działań niepoŝądanych i uproszczenie sposobu podawania leków. RóŜnego rodzaju polimery naturalne: polisacharydy dekstran, kwas hialuronowy, celuloza, chityna, polimery białkowe albuminy, Ŝelatyna i polimery syntetyczne alkohol poliwinylowy oraz produkty ich modyfikacji, wykorzystuje się jako polimerowe nośniki leków [16]. Polimery naturalne oraz ich pochodne stanowią cenny materiał wykorzystywany do produkcji folii, włókien, kulek, gąbek oraz fibryd. Chitozan jest biozgodnym i biodegradowalnym naturalnym biopolimerem. Jest zdolny do absorpcji płynów i wykazuje właściwości przepuszczalności dla wody. Chitozan jest uŝywany na wiele sposobów w medycynie i farmacji jako nośnik leków i wielu angiogennych czynników wzrostu [17, 18]. W piśmiennictwie opisane są membrany chitozanowe 5

sieciowane glutaraldehydem oraz złoŝone membrany zawierające kolagen i chitozan w róŝnych proporcjach [19, 20], wykorzystywane do kontrolowanego uwalniania leków. Inny sposób modyfikacji polegał na konstruowaniu membran warstwowych z uŝyciem innego obojętnego polimeru o większej lepkości metylocelulozy i alginianu z dodatkiem plastyfikatorów (glicerolu lub glikolu propylenowego). UŜycie mieszaniny dwóch polimerów i niewielkich ilości plastyfikatorów, poprawiło znacznie elastyczność otrzymywanych membran [21]. W naszych badaniach uŝyto membrany chitozanowo-alginianowej. Na ryc. 1 przedstawiono obrazy tej membrany, otrzymane z mikroskopu skaningowego (Quanta 200 SEM). Membrana charakteryzuje się rozwiniętą powierzchnią, chropowatością i porowatością. Oznaczono szybkość uwalniania czynników wzrostu PDGF-AB i TGF-β z nowo wytworzonej membrany do buforu PBS (0,01 mol/l, ph 7,4) (ryc. 2 ). Ilość uwolnionego czynnika płytkowego PDGF-AB z badanej membrany, była znacznie wyŝsza w porównaniu z TGF-β. Największa ilość uwalnianego czynnika była po 3 h inkubacji (255,41 ± 8,82 ng/ml, współczynnik wiązania 3,53). Po 5 h poziom uwalniania był nieco niŝszy i wynosił 217,24 ± 13,90 ng/ml, współczynnik wiązania 4,14 (tab.1). StęŜenie uwolnionego czynnika TGF-β było najwyŝsze w pierwszej godzinie inkubacji (114,20 ± 9,61 ng/ml, współczynnik 1,12, tak jak to ma miejsce w warunkach in vivo [22]. W trzeciej i piątej godzinie inkubacji uwalnianie TGF-β do eluentu wynosiło odpowiednio 11,53 ± 2,70 ng/ml, czynnik wiązania 11,06 i 19,40 ± 2,00 ng/ml, czynnik wiązania 6,58 (tab. 2). Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, Ŝe płytkowy czynnik wzrostu uwalniany jest szybciej z badanej membrany w porównaniu z TGF-β (ryc. 2). Wydaje się, Ŝe membrana chitozanowo-alginianowa jest lepszym nośnikiem dla płytkowego czynnika wzrostu (PDGF- AB). Wyniki te sugerują, Ŝe zastosowanie w periodontologii płytkowego czynnika wzrostu (PDGF-AB) związanego z chitozanem, moŝe mieć duŝe znaczenie w procesie regeneracji uszkodzonej tkanki kostnej [23]. Na podstawie uzyskanych wyników badań przedstawionych w tabelach 1 i 2 i na rycinie 2 stwierdzono, Ŝe otrzymana membrana wykazuje większą efektywność wiązania czynnika TGF-β i jednocześnie mniejszą efektywność jego uwalniania. Odwrotną sytuację zaobserwowano dla czynnika PDGF-AB. Wiązanie tego czynnika jest słabsze, stąd uwalnianie przebiega efektywniej blisko 30% po 3 godzinach, po czym maleje do ok. 23% 6

po 5 godzinach trwania procesu (ryc.2). Stwierdzono, Ŝe na ilość związanego czynnika wzrostu przez membranę ma wpływ powierzchnia właściwa membrany i jej powinowactwo do czynnika wzrostu. WNIOSKI 1. Membrana chitozanowo-alginianowa moŝe być uŝywana w chirurgii stomatologicznej jako nośnik dla angiogennych czynników wzrostu: płytkowego czynnika wzrostu, PDGF-AB i transformującego czynnika wzrostu TGF-β. 2. Stopień uwalniania płytkowego czynnika wzrostu (PDGF-AB) jest znacznie wyŝszy w porównaniu z uwalnianiem czynnika transformującego TGF-β. 3. Mniejszy stopień uwalniania TGF-β z membrany chitozanowo-alginianowej, wynika z jego większego powinowactwa do złoŝa polimerowego. 4. Wybór odpowiedniego nośnika, czynnika wzrostu i stopień uwalniania w czasie, moŝe być wykorzystany w chirurgii w zaleŝności od potrzeb. LITERATURA [1] CAPLAN A. I.: Identification of transforming growth factor beta to family members present in bone inductive protein purified bovine bone. Proc. Natl. Sci. USA (1990), 87, 9843-9847. [2] ROBERTS A. B., SPRON M. B.: Physiologic actions and clinical application of transforming growth beta. Growth Factors (1993), 8, 1-9. [3] BIELECKI T., GAŹDZIK T. S., CIEŚLIK-BIELECKA A., CIEŚLIK T.: Zastosowanie Ŝelu bogatopłytkowego jako biomateriału stymulującego procesy regeneracji i reparacji tkanek (Application platelet rich gel as biomaterial stimulating regeneration and reparation tissue processes). InŜynieria Biomateriałów (2004), 34, 22-25. [4] WEIBRIC G., BUCH R. S., KLEIS W. K., HAFNER G., HITZLER W. E., WAGNER W.: Quantification of thrombocyte growth factors in platelet concetrates produced by discontinuous cell separation. Growth Factors (2002), 20, 2, 93-97. [5] KOZAKIEWICZ M., BODEK K. H.: Ocena wpływu nowej błony zaporowej dla sterowanej regeneracji tkanek na aktywność płytek krwi w osoczu bogatopłytkowym 7

(Evaluation of novel GBR barier membrane influence on platelet rich plasma trombocyte accitivity). Prot. Stom. (2005), 55, 4, 279 283. [6] PARK M. S., KIM S. S., CHO S. W., CHOI C. Y., KIM B. S.: Enhancement of the osteogenic efficacy of osteoblast transplantation by the sustained delivery of basic fibroblast growth factor. J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. (2006), 79, 2, 353-359. [7] BERGER J. REIST M., MAYER M. J. et al.: Structure and interactions in covalent and ionically crossslinked chitosan hydrogels for biomedical applications. Eur. J. Pharm. Biopharm. (2004), 57, 19-34. [8] KIM S. E., PARK J. H., CHAO Y. W., CHUNG H., JEONG S. Y., LEE E. B., KWON I.C.: Porous chitosan scaffold containing microspheres loaded with transforming growth factor-ß1: Implications for cartilage tissue engineering. J. Control. Release, (2003), 91 (3), 365-374. [9] ZARZYCKI R., MODRZEJEWSKA Z.: Zastosowanie chitozanu w medycynie i inŝynierii biomedycznej (Chitosan applicaction in medicine and biomedical engineering). Polimery w Medycynie, (2003), 1-2, 47-58. [10] TAN W., KRISHNARAJ R., DESAI A.: Evaluation of nanoconstructed composite collagen chitosan matrices for tissue engineering. Tissue Eng. (2001), 7, 2, 203-210. [11] SARASWATHY G., PAL S., ROSE C. et al.: A novel bio-inorganic bone implant containing deglued bone, chitosan and gelatin. Bull. Matr. Sci. (2001), 24, 4, 415-420. [12] CURIE L. J., SHARPE J. R., MARTIN R.: The use of fibrin glue grafts and tissue engineered skin replacements: a review. Plast. Reconstr. Surg. (2001), 108, 6, 1713-1726. [13] CHOU C. H., CHENG W. T., KUO T. F., SUN J. S., LIN F. H., TSAI J. C.: Fibrin glue mixed with gelatin/hyaluronic acid/chondroitin-6-sulfate tri-copolymer for articular cartilage tissue engineering: the results of real-time polymerase chan reaction. J. Biomed. Mater. Res. Part A (2007), 83 (3), 575-67. [14] JEON O., KANG S. W., LIM H.W., HYUNG CHUNG J., KIM B. S.: Long- term and zeroorder release of basic fibroblast growth factor from heparin- conjugated poly(llactide-coglycolide) nanosphere and fibrin gel. Biomaterials (2006), 27, 8, 1598-1607. 8

[15] GÓRECKI M.: Fizykochemiczne problemy układów substancja lecznicza polimer. (Physiochemical problems healing substance polymer complex). Farm. Pol. (1994), 50,1071-1078. [16] ŁUKASZCZYK J., SCHACHT E.: Some novel applications of synthetic polymers in drug delivery. Polymers in Medicine (1992), 22, 3-29. [17] CANDY T., SHARMA C. P: Chitosan as a biomaterial. Art. Cells Art. Organs, (1999), 18, 1-24. [18] LEE Y. P., PARK Y. J., LEE S. J., KU Y., HAN S. B., KLOKKEVOLD P.R., CHUNG C. P.: The bone regenerative effect of platelet derived growth factor-bb delivered with a chitosan/tricalcium phosphate sponge carrier. J. Periodontol., (2000), 71, 418-424. [19] THACHARODI D., RAO K. P.: Propranolol hydrochloride release behavior of crosslinked chitosan membranes. J. Chem. Tech. Biotechnol., (1993), 58, 177-181. [20] THACHARODI D., RAO K. P.: Collagen-chitosan composite membranes for controlled release of propranolol hydrochloride. Int. J. Pharm., (1995), 120, 115-118. [21] KOZAKIEWICZ M., BODEK K. H.: Fizykochemiczne właściwości membran do sterowanej regeneracji tkanek opartych na bazie chitozanu (Physiochemical features of a membrane based on chitosan designed for guided tissue regeneration). Czas. Stom. (2003), 56, 5, 332-337. [22] KOZAKIEWICZ M.: Ocena wyników leczenia ubytków kości z zastosowaniem materiałów kościozastępczych w chirurgii stomatologicznej (Healing results assessment of bone lesion in dental burgery). Rozprawa habilitacyjna, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, 2004. [23] PARK Y. J., LEE Y. M, PARK S. N., SHEEN S.Y., CHUNG C. P., LEE S. J.: Platelet derived growth factor releasing chitosan sponge for periodontal bone regeneration. Biomaterials, (2000), 21, 2, 153-159. Praca sfinansowana przez Uniwersytet Medyczny w Łodzi, temat nr 502-13-781 i 502-12-604. 9

Adres autorów Zakład Farmacji Aptecznej Katedra Farmacji Stosowanej Uniwersytet Medyczny w Łodzi ul. Muszyńskiego 1, 90-151 Łódź tel/fax 042 677 92 40 hbodek@pharm.am.lodz.pl 10

a) b) RYC. 1. Mikroskopowy obraz membrany chitozanowo-alginianowej; a) widok powierzchni, b) przekrój poprzeczny FIG. 1. Microscopic view chitozan-alginate membrane; a) microscopic view; b) cross-section 11

TABELA 1. StęŜenie uwolnionego PDGF-AB [ng/ml] do buforu w czasie procesu elucji do fosforanowego buforu PBS 0,1 [mol/l] ph 7,4 i współczynnik wiązania (WW) PDGF-AB z nośnikiem chitozanowo-alginianowym. TABLE 1. Concentration of release PDGF-AB [ng/ml] into PBS phosphate buffer 0.01 [mol/l] ph 7.4 and PDGF-AB binding factor (WW) with chitosan alginate carrier Czas Time [h] 0,5 1 3 5 X [ng/ml] 112.75 100.22 255.41 217.24 ± SD n = 8-4.77 5.35 8.88 13.90 WW - 7.99 8.90 3.53 4.14 WW = całkowitw stęŝenie/stęŝenie uwolnionego PDGF-AB [ng/ml] WW = total concentration /concentration of release PDGF-AB [ng/ml] TABELA 2. StęŜenie uwolnionego TGF-β [ng/ml] do buforu w czasie procesu elucji do fosforanowego buforu PBS 0,1 [mol/l] ph 7,4 i współczynnik wiązania (WW) TGF-β z nośnikiem chitozanowo-alginianowym. TABLE 2. Concentration of release TGF-β [ng/ml] into PBS phosphate buffer 0.01 [mol/l] ph 7.4 and TGF-β binding factor (WW) with chitosan alginate carrier Czas Time [h] 0,5 1 3 5 X [ng/ml] 18.82 114.20 11.53 19.40 ± SD n= 8-3.29 9.62 2.70 2.01 WW - 6.78 1.12 11.06 6.58 WW = stęŝenie całkowite/stęŝenie uwolnionego TGF-β [ng/ml] WW = total concentration /concentration of release TGF-β [ng/ml] 12

RYC.2. Profile uwalniania czynników wzrostu z membrany chitozanowo-alginianowej FIG. 2. Release profile growth factors from chitosan-alginate membrane 13