IMPLANT FOR BONE REGENERATION AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF

• Main Authors: Mojsenovich Anastasiya Mikhajlovna, Agapov Igor Ivanovich, Mojsenovich Mikhail Mikhajlovich, Arkhipova Anastasiya Yurevna, Kotlyarova Mariya Sergeevna, Karachevtseva Margarita Alekseevna, Ramonova Alla Alikovna
• Format: Patent
• Language: English; Russian
• Published: 25.06.2019
• Subjects: ADHESIVES; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE; CHEMISTRY; CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF,TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, E.G. STENTS; DYES; FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; FIRST-AID KITS; FOMENTATION; HUMAN NECESSITIES; HYGIENE; MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FORELSEWHERE; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; METALLURGY; MILLING GRAIN; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS; NATURAL RESINS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; PAINTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; POLISHES; PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL, OR TOILET PURPOSES; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING; PROSTHESES; SEPARATION; TRANSPORTING; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS

FIELD: medicine.SUBSTANCE: implant for bone tissue regeneration consists of composite microparticles characterized by porous structure with pore size from 10 to 85 mcm, content of silk fibroin from 65 to 75 wt. %, content of gelatine from 25 to 35 wt. %, as well as Young's modulus of compression in dehydrated state 83 ± 1 MPa, in wet - 590 ± 60 kPa. Method of implant production includes the following stages: preparing an aqueous solution of fibroin, preparing an aqueous solution of gelatine, forming a composite scaffold, cryomilling the scaffold obtained at the step of forming a composite scaffold, and deposition of composite microparticles obtained at step of cryophasing scaffold. Preparation of water solution of silk fibroin is performed by dissolving fibroin in amount of 100-150 mg/ml in CaClmixture: CHOH: HO in molar ratio of components of mixture of 1:2:8 for 5-7 hours while heating to 70 °C±5 °C and subsequent dialysis against water, centrifugation at 13,400 g for 10 minutes and bringing the obtained solution with water to concentration of 20-30 mg/ml. Preparation of aqueous solution of gelatine is carried out by dissolution of dry gelatine in water at rate of 20-30 mg/ml. Composite scaffold formation is performed by freezing for 6-8 days at temperature - (18-25) °C a mixture of solutions obtained at the steps of preparing an aqueous solution of silk fibroin and preparing an aqueous solution of gelatine in volume ratio of 7:3 and 0.8-1.2 vol. % dimethylsulphoxide (DMSO) with subsequent defrosting and treatment with 96 % ethanol, which provides formation β-flat structure, then scaffolds are frozen in distilled water. Creeping of scaffold obtained at the stage of composite scaffold formation is carried out in 70 % ethanol using a dispersant, followed by sorting obtained scaffold fragments to obtain composite microparticles with size of 100-250 mcm. Deposition of composite microparticles obtained at cryofilling of scaffold is suspended from suspension in 70 % ethanol at 13,000-18,000 g for 30-40 minutes followed by drying at 50-55°C for at least 2 days to form an implant for bone tissue regeneration.EFFECT: inventions provide simplification of technology of implant obtaining combined with improvement of mechanical characteristics of obtained implant, in particular of Young's modulus when measuring for compression, improvement of its osteinductive properties that promotes faster healing and regeneration of bone tissue.3 cl, 6 dwg Группа изобретений относится к медицине. Имплантат для регенерации костной ткани состоит из композитных микрочастиц, характеризующихся пористой структурой с размером пор от 10 до 85 мкм, содержанием фиброина шелка от 65 до 75 мас.%, содержанием желатина от 25 до 35 мас.%, а также показателем модуля Юнга на сжатие в дегидратированном состоянии 83±1 МПа, во влажном - 590±60 кПа. Способ получения имплантата включает следующие стадии: подготовку водного раствора фиброина, подготовку водного раствора желатина, формирование композитного скаффолда, криоизмельчение скаффолда, полученного на стадии формирования композитного скаффолда, и осаждение композитных микрочастиц, полученных на стадии криоизмельчения скаффолда. Подготовку водного раствора фиброина шелка осуществляют путем растворения фиброина из расчета 100-150 мг/мл в смеси CaCl:CHOH:HO при молярном соотношении компонентов смеси 1:2:8 в течение 5-7 часов при нагревании до 70°С±5°С и последующего диализа против воды, центрифугирования при 13400 g в течение 10 мин и доведения полученного раствора водой до концентрации 20-30 мг/мл. Подготовку водного раствора желатина осуществляют путем растворения сухого желатина в воде из расчета 20-30 мг/мл. Формирование композитного скаффолда осуществляют путем заморозки в течение 6-8 суток при температуре -(18-25)°С смеси растворов, полученных на стадиях подготовки водного раствора фиброина шелка и подготовки водного раствора желатина, в объемном соотношении 7:3 и 0,8-1,2 об.% диметилсульфоксида (ДМСО) с последующей разморозкой и обработкой 96%-ным этанолом, что обеспечивает формирование β-складчатой структуры, затем скаффолды замораживают в дистиллированной воде. Криоизмельчение скаффолда, полученного на стадии формирования композитного скаффолда, осуществляют в 70%-ном этаноле с использованием диспергатора, осуществляют последующую сортировку полученных фрагментов скаффолда с получением композитных микрочастиц размером 100-250 мкм. Осаждение композитных микрочастиц, полученных на стадии криоизмельчения скаффолда, из суспензии в 70%-ном этаноле осуществляют при 13000-18000 g в течение 30-40 мин с последующим высушиванием при 50-55°С в течение не менее 2 суток для формирования имплантата для регенерации костной ткани. Изобретения обеспечивают упрощение технологии получения имплантата в сочетании с улучшением механических характеристик получаемого имплантата, в частности модуля Юнга при измерении на сжатие, повышением его остеиндуктивных свойств, что способствует ускорению заживления и регенерации костной ткани. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.