СРЕДСТВО ДЛЯ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА КОСТНОЙ ТКАНИ Российский патент 1997 года по МПК A61K33/06 

Изобретение относится к области медицины, а именно восстановительной костно-реконструктивной хирургии, хирургической стоматологии, травматологии и ортопедии.

Известен состав на основе гидроксиапатита для создания искусственной костной ткани, который содержит гидроксиапатит или бетатрикальный фосфат, желатин, кетгут и воду. Для состава берут природные минеральные соли. Для создания пористости добавляют мелкоизмельченный сухой кетгут. В результате специальной обработки получают искусственную ткань заданного размера и формы, которая в организме постепенно замещается вновь образующейся костной тканью (Авт. свид. N 1005344, А 61 К 33/06, 1986, Б.И. N 1). Однако данный препарат, также как и все другие известные, не способен стимулировать процессы репаративного остеогенеза, а используется как биоинертный материал предназначенный для замещения костных дефектов. Имеет свои недостатки также и форма выпуска препарата. При использовании блоков пористого гидроксиапатита отмечается недопустимо высокий процент послеоперационных осложнений в виде некроза слизистой оболочки, замедленного заживления, смещения блоков.

Наиболее близким к описываемому является средство для стимуляции роста костной ткани на основе гидроксиапатита с величиной зерен 10 1 мкм. (B. Alliot-Licht, M. Gregoire, J. Orly, J. Menanteau-Cellular activity of osteoblosts in the prezence of hudroxyapatite: on in citro experiment Biomaterials 1991, 12 Oct. P. 752 756). В экспериментах на клеточных культурах доказано, что данный препарат индуцирует рост фибробластов, но не способен стимулировать пролиферацию клеток костной ткани (остеобластов). Кроме того, работа с отдельными гранулами гидроксиапатита также вызывает значительные трудности, в связи с их дислокацией, отсутствием взаимной адгезии, трудности придания необходимой восстанавливаемой формы.

Нами была поставлена задача создания средства, стимулирующего процесс репаративного остеогенеза, обладающего высокой биоактивностью и специфической фармакологической активностью.

Нами предложено средство для стимуляции роста костной ткани (ОСТИМ - АПАТИТ), представляющее собой водную пасту гидроксиапатита концентрацией 18
36% с размером микрочастиц 0,015 0,06 мкм.

Отличием от известных является то, что используют гидроапатит с размером микрочастиц 0,015 0,06 мкм в виде водной пасты концентрацией 18 36%
За счет вышеперечисленных особенностей препарат реагирует на изменение окружающей биохимической среды, например, происходит растворение при понижении рН, что обеспечивает активную утилизацию ионов Са и PO₄ в процессе остеогенеза: размеры и формы кристаллов максимально адаптированы к структуре костной ткани, что предполагает их использование в остеорепаративном процессе как строительного материала без дальнейшего растворения в организме. Препарат обладает высокой сорбционной активностью по отношению к белкам и аминокислотам.

Подлинность препарата определяется качественными и количественными анализами на воду, ионы Са и PO₄.

Проведенные токсикологические испытания показали, что разработанный препарат не обладает острой и хронической токсичностью при различных путях введения в организм. Изучение специфических видов токсичности (аллергенность, иммунотропность, эмбриотоксическое и тератогенное действие) показало, что препарат таковых не имеет.

Специфическая фармакологическая активность 18 36% пасты гидроксиапатита, проявляющаяся в стимулировании пролиферативной активности клеток костной ткани, доказана в исследованиях с культурой остеобластов с использованием специфического маркера пролиферации ³H-тимидина. При этом отмечено, что в присутствии препарата увеличивается интенсивность включения остеобластами меченого предшественника ДНК ³H-тимидина на 40% и более. Не было отмечено влияния препарата на состояние минерального и ферментативного обмена в сыворотке крови экспериментальных животных. В эксперименте на животных с повреждением костной ткани, в присутствии препарата отмечено более раннее ее заживление (приложение: Отчет о морфологическом исследовании применения препарата гидроксиапатита.

Кроме того, фармакологическое действие препарата подтверждено клиническими исследованиями на пациентах с переломами нижней челюсти. Исследования проводились с применением радиофармпрепаратов. При этом отмечено, что в присутствии препарата увеличивается интенсивность включения остеобластами меченого предшественника ДНК ³H-тимидина на 40% и более. При экспериментах на больных с переломами нижней челюсти повышался уровень щелочной фосфатазы специфического фермента, ответственного за утилизацию гидроксиапатита. При использовании паст гидроксиапатита отмечено более ранее заживление костной ткани при ее повреждении в присутствии препарата, по сравнению с контролем.

Проведенные исследования в клинике на добровольцах доказали, что паста гидроксиапатита при своем введении не вызывает болезненных ощущений у пациентов, не способствует появлению воспалительных реакций в месте имплантации препарата, не требует значительного увеличения времени операции или усложнении ее техники. Аллергические реакции на препарат не отмечались, ближайший послеоперационный период протекал спокойно, несмотря на то, что в ряде случаев имплантации препарата предшествовали активные воспалительные процессы в костной ткани.

Для исследования остеорепаративного действия гидроксиапатита в ближайшем периоде после его введения производилось изучение интенсивности минерализации кости в зоне повреждения с введением радиофармпрепаратов. Работа проводилась в соответствии с "Нормами радиационной безопасности для пациентов" (1984). Исследования проводились у больных с переломами нижней челюсти в контрольной и основной группах и показали, что имплантации гидроксиапатита в зону перелома создает условия для более благоприятного и физиологического процесса репарации костной ткани на всем периоде иммобилизации отломков (см. приложение: Отчет о клинических испытаниях препарата гидроксиапатита на добровольцах).

Средство получают следующим образом: в водную суспензию оксида кальция добавляют ортофосфорную кислоту при перемешивании. При строгом соблюдении соотношения реагентов и технологического режима получают 100% выход продукта
кристаллический гидроксиапатит.

Для получения концентрированной пасты суспензию гидроксиапатита уплотняют в центрифуге в течение 20 30 минут. Для получения пасты концентрации суспензию прогревают на водяной бане в течение 3 часов и оставляют на 10 12 часов для охлаждения и седиментации гидроксиапатита. Маточный раствор удаляется, а осадок отфильтровывается.

Паста расфасовывается в герметичные флаконы или пластмассовые тубы и затем стерилизуется. Паста сохраняет исходные однородность, пластичность и дисперсность в течение по крайней мере 2-х лет.

Полученный препарат обладает высокой химической чистотой, соответствующей требованиям международного стандарта А ТМ:F 1185-88 и не содержит других соединений фосфата кальция. Препарат характеризуется высокой степенью дисперсности и удельной свободной поверхностью около 100 кв. м/г.

Приводим примеры клинических наблюдений.

Пример 1. Больной Б. обратился в клинику с жалобой на болезненную припухлость мягких тканей в области нижней челюсти справа, на уровне 76, болями в этих зонах при накусывании, повышение температуры тела до 37,8^oC. При поступлении был поставлен диагноз ретикулярной кисты в стадии нагноения. Рентгенологически диагноз подтвержден. На остеосцинтиграмме, полученной с использованием внутривенного введения радиофармпрепаратов, выявлен очаг повышенного накопления, составляющей по отношению к неизменным участкам костной ткани 127% что свидетельствует о наличии активного воспалительного процесса в кости. После проведения предварительного курса антибактериальной терапии, была произведена операция цистэктомии с удалением причинного зуба. Образовавшаяся костная полость была заполнена 33% пастой гидроксиапатита. На протяжении ближайшего послеоперационного периода воспалительных явлений не отмечалось, швы отошли на 5 6 день, слизистая оболочка операционной раны приобрела нормальную окраску.

Пример 2. Больной Д. Закрытый перелом бедра, произведен остеосинтез штифтом. Через 5 суток у пациента отмечен подъем температуры до субфибрильных цифр, воспалительные явления в области проекции перелома бедра, где в дальнейшем открылся свищевой ход с гнойным отделяемым. На контрольной рентгенограмме и фистулограмме картина послеоперационного остеомиелита бедра, без признаков консолидации. Пострадавшему повторно произведено оперативное вмешательство: некрсеквестрэктомия с кюретажем и ультразвуковой кавитацией гнойной полости с антисептиком (0,02% раствор хлоргексидина) и антибиотиком (Клафоран). Предварительно был удален штифт и в образующуюся на месте несросшегося перелома полость была введена 18% паста гидроксиапатита в количестве 10 г с добавлением 1 г клафорана. Рана ушита наглухо с оставлением в полости дренажей для орошения антибиотиками и активного лавежа. На контрольной рентгенограмме через две недели в месте перелома четкая рентгенологическая картина формирования костной первичной периостальной мозоли.

Пример 3. Больной Б. госпитализирован в клинику по поводу перелома нижней челюсти в области угла, через 6 часов после получения травмы. При поступлении производства иммобилизация отломков при помощи двучелюстного шинирования, удален 8 зуб из линии перелома. Через лунку удаленного зуба введена 33% паста гидроксиапатита, после чего лунка наглухо ушита кетгутом. На протяжении всего периода иммобилизации у больного отмечалось развитие воспалительно-эксудативных явлений. Проявлений аллергических реакций не было. На остеосцинтиграммах, сделанных на 7-е, 14-е и 21-е сутки после травмы, в очаге поражения отмечалось следующее накопление радиофармпрепарата (расчет производился по сравнению с симметричным участком на неповрежденной стороне): 117, 155, 147% соответственно.

Пример 4. Больной К. перелом нижней челюсти в области угла. Имплантация гидроксиапатита не производилась. На остеосцинтиграммах, сделанных на 7-е, 14-е и 21-е сутки в очаге поражения отмечалось следующее накопление радиофармпрепарата: 147, 216, 195% соответственно.

Из сравнения видно, что степень напряжения компресаторных механизмов минерального обмена меньше выражена у пациента, которого лечили пастой гидроксиапатита.

Предложенный препарат на основе гидроксиапатита в отличие от всех существующих не является остеоконнектором. Препарат обладает фармакологическим действием за счет непосредственной стимуляции роста клеток костной ткани и характеризуется отсутствием отрицательных побочных эффектов.

Препарат выпускается в форме удобной для клинического применения.

Использование: в медицине, в частности в восстановительной костно-реконструктивной хирургии, хирургической стоматологии, ортопедии и травматологии. Сущность изобретения: средство содержит гидроксиапатит в виде водной суспензии 18 - 36 вес.% с размером частиц 0,05 - 0,16 мкм.

1 Средство для стимуляции роста костной ткани, содержащее гидроксиапатит, отличающееся тем, что гидроксиапатит используют в виде водной суспензии 18 36 мас. с размером частиц 0,015 0,16 мкм.