Результат интеллектуальной деятельности: Состав для получения стоматологической лечебно-профилактической пленки

Изобретение относится к технологии получения пленок на основе гидроксилсодержащих полимеров для медицины, в частности, к составам для получения пленок, и может быть использовано в стоматологии для лечения заболеваний пародонта.

Известен состав для получения пленок на основе водного раствора поливинилового спирта и растворов хлоридов рения, обладающих водо-, свето-, термостойкостью и устойчивой окраской (Авторское свидетельство СССР №332102, C08F 27/04, опубл. 14.03.72). Однако данный состав не пригоден для использования в стоматологии.

Известен состав для получения пленок на основе водного раствора поливинилового спирта с молекулярной массой 77000-100000, обладающих водостойкостью (Патент РФ №2256674, C08J 5/18, опубл. 20.07.05). Однако данный состав также не пригоден для использования в стоматологии.

В настоящее время в стоматологии, а именно, в пародонтологии возрос интерес к вопросу о роли нарушения минерального обмена в патогенезе пародонтита [Арутюнов С.Д., Верткин А.Л., Плескановская Н.В. и др. Характер поражения пародонта при системной потере минеральной плотности кости // Российский стоматологический журнал. 2009. №1. С. 23-26; Дмитриева Л.А., Мкртумян A.M., Атрушкевич В.Г. Минеральная плотность костной ткани и состояние минерального обмена у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом // Стоматология. 2009. №6. С. 24-29]. Главным регулятором костного ремоделирования является витамин Д₃, влияющий на резорбцию и костеобразование [Беневоленская Л.И. Руководство по остеопорозу. - М.: Бином, 2003. - 523 с.]. Кроме того, витамин Д₃ участвует в регуляции воспалительных реакций и иммунного ответа организма [Беневоленская Л.И. Руководство по остеопорозу. - М.: Бином, 2003. - 523 с.]. Поэтому поиск новых комбинаций лекарственных средств, воздействующих на отдельные звенья патогенеза заболеваний пародонта по-прежнему актуален. Для лечения применяются как традиционные формы лекарственных средств, так и полимерные пленки [Liu К., Meng Н., Lu R. et al. Initial periodontal therapy reduced systemic and local 2 5-hydroxy vitamin D3 and interleukin-1 beta in patients with aggressive periodontitis// J. Periodontol. 2010. Vol. 81 (2). P. 260-266; Бачимова K.K., Плахтий Л.Я. Применение стоматологической пленки «Диплен-КЛ» при лечении хронического пародонтита // Журнал «Стоматологический форум» - М. - 2004. - С. 77-80]. Преимущество пленок заключается в том, что активное вещество впитывается только в пораженную область и не попадает в желудочно-кишечный тракт, что обычно бывает нежелательно. Полимеры, входящие в состав пленок, обеспечивают пролонгированность поступления лечебных веществ, достаточную для их воздействия. Кроме того, возможно применение пленок пациентами в домашних условиях по назначению врача. Однако полимерных пленок, содержащих в своем составе одновременно витамин Дз и фосфат кальция (или гидроксиапатит) не известно.

Близким к изобретению является состав для лечения заболеваний полости рта в виде пленки «Диплен-Дента», включающий лекарственное вещество, при этом пленка выполнена из совмещенных гидрофобного и гидрофильного слоев. Гидрофобный слой состоит из поливинилбутираля и пластификатора ТВИН, а гидрофильный слой из поливинилового спирта и пластификатора полиэтиленгликоля. Раствор для отливки гидрофильного слоя включает 9 г ПВС и 1 г ПЭГ в 60 мл воды, что соответствует концентрации на уровне 12,8 и 1,4%. Пленки включают антибиотики и/или препараты группы имидазолов, и/или сульфаниламидные препараты или другие поверхностно-активные и биологически активные вещества [Патент на изобретение РФ №2075965 / Чухаджян Г.А., Чухаджян А.Г., Чухаджян А.Г. // Средство для лечения заболеваний полости рта. - 1994]. Недостатками приведенного состава являются: многокомпонентность, низкая терапевтическая эффективность лечения заболеваний пародонта.

Известен состав и способ для получения биоактивной стоматологической лечебно-профилактической пленки [Патент на изобретение 2651041 / Булкина Н.В., Вулах Н.А., Кропотина А.Ю., Кадыков А.Л., Попова О.В., Пичхидзе С.Я. // Состав и способ для получения биоактивной стоматологической лечебно-профилактической пленки. - Опубл. 18.04.2018]. Пленка для лечения воспалительных заболеваний пародонта содержит нетканый материал на основе полиакрилонитрила и поливинилидендифторида, поливиниловый спирт, хлористый магний, цинкзамещенный гидроксиапатит кальция Zn-ГА. Поливиниловый спирт и хлористый магний растворяют в воде при непрерывном перемешивании и нагреве на водяной бане до образования вязкой прозрачной жидкости. Затем добавляют цинкзамещенный гидроксиапатит кальция и перемешивают в течение 1-2 минут для гомогенизации смеси. Смесь охлаждают до комнатной температуры, затем придают форму путем выливания с расходом 79,5-80,5 г/м² на нетканый армирующий материал на основе полиакрилонитрила и поливинилидендифторида соотношения 1:3 толщиной 0,02-0,04 мм. Получившуюся пленку сушат при комнатной температуре в течение 20-24 часов. Применение созданной пленки, обладающей повышенными прочностными характеристиками, позволяет уменьшить кровоточивость десен, сократить сроки наступления стабилизации воспалительно-деструктивных процессов в тканях пародонта. Однако состав не включает витамин Д₃.

Известен состав для получения стоматологических лечебно-профилактических пленок на основе поливинилового спирта для лечения заболеваний пародонта, техническим результатом которого является уменьшение кровоточивости десен, сокращение сроков наступления стабилизации воспалительно-деструктивных процессов в тканях пародонта и увеличение периода ремиссии, при увеличении прочностных свойств стоматологических лечебно-профилактических пленок. Поставленный технический результат достигается тем, что состав пленок на основе поливинилового спирта включает воду, пластификатор - глицерин и витамин Д₃ [Патент на изобретение РФ №2595804 / Островская Л.Ю., Катханова Л.С., Лысов А.В., Захарова Н.Б., Кошуро В.А., Пичхидзе С.Я. // Состав для получения стоматологической лечебно-профилактической пленки. - Опубл. 27.08.2016 - прототип]. Недостатком приведенного состава является отсутствие антимикробного эффекта.

Задачей изобретения является разработка состава для получения стоматологических лечебно-профилактических пленок на основе поливинилового спирта для лечения заболеваний пародонта.

Техническим результатом является уменьшение кровоточивости десен, сокращение сроков наступления стабилизации воспалительно-деструктивных процессов в тканях пародонта и увеличение периода ремиссии, при сохранении прочностных свойств стоматологических лечебно-профилактических пленок, наличие антимикробного эффекта.

Поставленная задача решается тем, что состав для приготовления пленок включает поливиниловый спирт, воду, пластификатор в виде глицерина и витамин Д₃, при следующем соотношении компонентов, масс. %: 13,0-15,0 поливинилового спирта, 1,9-2,0 пластификатора, 0,01125-0,013125 витамина Д₃, 2.6…2,9 г серебросодержащего трикальцийфосфата Ag-ТКФ и воды - остальное.

Стоматологические лечебно-профилактические пленки с витамином Д₃ и Ag-ТКФ готовят следующим образом.

В навеску 13-15 г поливинилового спирта (ПВС) добавляют 50 мл дистиллированной воды и предварительно оставляют набухать в течение суток, а затем, для полного растворения ПВС, подвергают перемешиванию при комнатной температуре в течение 10 мин. Затем добавляют 1,9…2,1 г пластификатора - глицерина. Полученную смесь перемешивают в течение одной минуты для полной гомогенизации. Весь процесс приготовления смеси осуществляют непрерывно с использованием, например, магнитной мешалки марки ПЭ-6110, на которой осуществляют перемешивание компонентов состава. Затем полученную смесь смешивают с 30…35 мл водного раствора витамина Д₃ (что соответствует 0,01125…0,013125 г) концентрации 15.000 МЕ/мл (AQUADETRIM VITAMINUM D₃) и Ag-ТКФ (2.6…2,9 г), доводят конечный объем раствора до 100 мл. Гомогенизированную композицию наносят, например, поливным способом, на твердую подложку (ровную стеклянную поверхность), и выдерживают в течение суток при комнатной температуре до полимеризации (отверждения) композиции с образованием эластичной биодеградируемой полимерной пленки толщиной от 0,03 до 0,05 мм. Полученная полимерная пленка на основе поливинилового спирта содержит 900-1050МЕ витамина Д₃ и 0,650-0,725 мг Ag-ТКФ, на пленке размером 0,5*5 см² (размер подложки для местного применения).

При увеличении концентрации ПВС повышается вязкость растворов, что затрудняет смешение, а использование меньшей концентрации ПВС приводит к увеличению объема растворов для получения пленок необходимой толщины. Уменьшение содержания глицерина - пластификатора приводит к увеличению жесткости пленок и снижению их прочности, а его увеличение является нецелесообразным. Варьирование концентрацией витамина Д₃ в пределах 900-1050 МЕ и 0,650-0,725 мг Ag-ТКФ практически не влияет на изменение прочностных характеристик пленок.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В навеску 13 г ПВС добавляли 50 мл дистиллированной воды и предварительно оставляли набухать в течение суток, а затем, для полного его растворения, подвергали перемешиванию при комнатной температуре в течение 10 мин. Затем прибавляли 1,9 г пластификатора - глицерина и 2.6 г Ag-ТКФ. Полученную смесь перемешивали в течение одной минуты для полной гомогенизации. Затем смешивали с 30 мл водного раствора витамина Д₃ концентрации 15.000 МЕ/мл и доводили конечный объем раствора до 100 мл. Гомогенизированную композицию наносили на стеклянную поверхность, и выдерживали в течение суток при комнатной температуре до полимеризации композиции с образованием эластичной полимерной пленки толщиной от 0,03 до 0,05 мм. Полученная полимерная пленка на основе поливинилового спирта содержала 900МЕ витамина Д₃ на пленке размером 0,5*5 см² для местного применения.

Примеры 2…11 осуществляли аналогично примеру 1, причем использовали различные дозировки ПВС, глицерина, витамина Д₃ и Ag-ТКФ, см. табл. 1.

Полученные образцы пленок подвергались исследованию на прочность при растяжении в соответствии с ГОСТ 20403-75, см. табл. 2.

Исследование прочности пленок показывает, что совместное введение в раствор поливинилового спирта, пластификатора - глицерина, витамина Д₃ и Ag-ТКФ практически не изменяет прочность полимерных пленок при сохранении лечебного эффекта.

Пример 12. Одним из эффективных способов подавления инфекционного процесса считается система доставки лекарственных препаратов непосредственно в очаг, например антибактериальных веществ с использованием остеопластических материалов.

Возможен альтернативный подход - внедрение антибактериальных компонентов в состав материала. Наиболее перспективным для этих целей представляется использование синтетических фосфатов кальция, аналогов минеральной составляющей костной ткани, содержащих ионы серебра. Ионы серебра обладают антибактериальным эффектом в отношении многих возбудителей инфекционных процессов и не вызывают аллергических и токсических реакций у человека.

Пример 13. Синтез серебросодержащего порошка Ag-ТКФ проводили из растворов при нейтральном рН. После суток старения, осадок отжигали при температуре 1150°С. По данным РЭМ, Ag-ТКФ представляет собой частицы правильной формы с плоскими гранями, микропоры на поверхности кристаллов присутствуют. В спектре ИКС НПВО образца Ag-ТКФ наблюдается отсутствие свободной и связанной воды, а также частот колебаний ОН-труииы.

Степень замещения кальция на серебро составляла 8.3…10,0%, соответственно.

Все образцы пленок проходили стерилизацию УФ - облучением при помощи ультрафиолетового стерилизатора модели SD-9003.

Для изучения антибактериальных свойств пленок использовали суточные культуры эталонных штаммов S. aureus АТСС 25923, Escherichia coli АТСС 25922.

Для изучения влияния Ag-ТКФ на рост бактерий были выбраны два эталонных штаммов микроорганизмов, представителей грамположительной и грамотрицательной флоры: Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Антибактериальные свойства образцов полученных пленок изучали диско-диффузионным методом на культуре Escherichia coli и Staphylococcus aureus в концентрации 10⁶ в 1 мл.

В качестве тест культур использовали: Staphylococcus aureus АТСС29213, Esherichia coli ATCC25922;

чашки Петри с агаром Мюллера-Хинтон;

стерильный физиологический раствор (0,85%);

стандарт мутности по МакФарланду (0,5 ЕД мутности);

стоматологические пленки (диаметром 5 мм).

Определение антимикробной активности стоматологических пленок проводили методом диффузии в агар на плотной питательной среде путем сравнения размеров зон угнетения роста тестмикробов, образующихся при испытании растворов определенных концентраций. В стерильные чашки Петри наливали по 20 мл питательного агара. В качестве питательных сред применяли среду Мюллера-Хинтон. Для получения газонов приготовили гомогенную суспензию бактериальных клеток в физиологическом растворе, соответствующую стандарту 0,5ЕД мутности по МакФарланду. Бактериальную взвесь нанесли на поверхность агара. Через 5-10 мин. после инокулирования на подсохшую поверхность агара нанесли диски из лечебной пленки диаметром 5 мм. Чашки в течение 30 мин. оставляли при комнатной температуре, а затем, не переворачивая, инкубировали в термостате при температуре 28-37°С 24-48 ч. Зоны угнетения микробного роста измеряли миллиметровой линейкой.

Оценка результатов проводилась по размерам зоны ингибирования роста бактерий, формируемой вокруг дисков лечебной пленки с исследуемыми составами. Результаты оценки антибактериальных свойств пленок с витамином Д₃ и Ag-ТКФ приведены в табл. 3.

Анализ результатов табл.3 указывает на превосходство антибактериальных свойств пленок с Д₃ и Ag-ТКФ над образцами лечебных пленок, не содержащих Ag-ТКФ.

Оценка эффективности применения пленок, изготовленных из составов по примерам 1…11, содержащих витамин Д₃, Ag-ТКФ проводилась на больных при комплексном лечении пародонтита. Перед назначением лечения больным хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) с помощью пленок был исследован иммунофармакологический механизм лечебного действия витамина Д₃ и Ag-ТКФ на функциональную активность популяции клеток, выделенных из пародонтального кармана, по спонтанной и митоген-индуцированной продукции цитокинов в системе ex vivo.

Способность клеток к продукции цитокинов исследовалась с помощью наборов реактивов для культивирования и митогенной активации клеток «Цитокин-Стимул-Бест» (ООО «Вектор Бест»), содержащих стерильную среду и комплексный митоген -смесь лиофилизированных поликлональных активаторов (ФГА - фитогемагглютинин - 10 мкг/мл). Полученную после промывания пародонтального кармана (в объеме до 200 мкл) десневую жидкость вносили во флаконы со средой в соотношении 1:4. Для митогенной активации клеток 1 мл разбавленной среды переносили во второй флакон набора, содержащий митоген. Флаконы инкубировали при температуре 37°С в течение суток. После окончания инкубации препараты переносили в центрифужные пробирки и осаждали клетки с использованием микроцентрифуги при ускорении 10000g в течение 3 мин.

Анализ полученных результатов показал, что при пародонтите легкой степени тяжести имеет место достоверное увеличение спонтанной продукции интерлейкина ИЛ-8, макрофагального хемотаксического фактора МСР-1 и рецепторного антагониста интерлейкина РАИЛ-1 в сравнении со здоровыми лицами. Митоген-стимулированная продукция большинства цитокинов у больных ХГП сохраняла ту же тенденцию. В условиях мощной митогенной стимуляции, воздействие витамином Д₃ и Ag-ТКФ способствует ограничению продукции медиаторов воспаления, в особенности это касается ограничения максимальной продукции клетками ИЛ-8 и повышению продукции противоспалительных факторов РАИЛ.

Проведенное исследование показывает, что использование пленок с витамином Д₃ и Ag-ТКФ позволяет сократить сроки наступления стабилизации воспалительно-деструктивных процессов в тканях пародонта и увеличить период ремиссии у пациентов легкой и средней степени тяжести.

Уменьшение содержания витамина Д₃ приводит к снижению лечебного эффекта, а увеличение - к токсикозу. Уменьшение содержания Ag-ТКФ приводит к снижению антимикробного эффекта пленок, а увеличение содержания нецелесообразно по экономическим соображениям.

Таким образом, изобретение обеспечивает получение из указанного состава медицинских стоматологических лечебно-профилактических пленок с повышенной способностью лечения заболеваний пародонта, а также отличающихся повышенными прочностными свойствами и эластичностью.