Максим Валерьевич Стогов — доктор биологических наук, доцент, руководитель отдела
Курган
Maksim V. Stogov — Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Head of Department
Kurgan
Александр Леонидович Шастов — кандидат медицинских наук, врач — травматолог-ортопед, старший научный сотрудник
Курган
Alexander L. Shastov — Candidate of Medical Sciences, orthopaedic surgeon, Senior Researcher
Kurgan
Елена Анатольевна Киреева — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Курган
Elena A. Kireeva — Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher
Kurgan
Наталья Владимировна Тушина — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Курган
Natalia V. Tushina — Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher
Kurgan
Введение. Насыщение материалов для заполнения костных дефектов антибактериальными препаратами используют для лечения пациентов с инфекционными осложнениями костной ткани и профилактики.
Цель работы — провести оценку скорости элюции ванкомицина и меропенема из костных цементов на основе полиметилметакрилата и полимеров полиуретанового ряда, импрегнированных в материал в составе комплекса.
Материалы и методы. В исследовании in vitro проведен сравнительный анализ кинетики высвобождения ванкомицина и меропенема из двух материалов: на основе полимеров полиуретанового ряда (серия ПУ) и полиметилметакрилата (серия ПММА). Антибиотики вносили в материал до начала их полимеризации в следующих пропорциях: группа 1 — полимер : антибиотик 10 г : 1 г (по 0,5 г ванкомицина + 0,5 г меропенема); группа 2 — полимер : антибиотик 10 г : 0,5 г (по 0,25 г ванкомицина + 0,25 г меропенема). Для контроля использовали образцы, нагруженные одним антибиотиком: группа 1в — полимер : антибиотик 10 г : ванкомицин 0,5 г; группа 1м — полимер : антибиотик 10 г : меропенем 0,5 г; группа 2в — полимер : антибиотик 10 г : ванкомицин 0,25 г; группа 2м — полимер : антибиотик 10 г : меропенем 0,25 г.
Результаты. Элюция ванкомицина из материала как на основе ПММА, так и на основе ПУ, загруженных смесью ванкомицин+меропенем, была больше по конечному объему и более длительной по времени, чем из материалов, содержащих один ванкомицин. В свою очередь, высвобождение меропенема из ПММА и ПУ, загруженных смесью ванкомицин+меропенем, было по объему меньше, чем из материалов, содержащих один меропенем.
Обсуждение. Применение комплекса ванкомицина и меропенема в составе костных цементов обнаруживает следующую особенность, — меропенем способствует высвобождению ванкомицина из изученных материалов, при этом собственная элюция меропенема снижается.
Заключение. Комбинирование нескольких антибиотиков в материалах для заполнения костных дефектов влияет на кинетику высвобождения антибиотиков в отличие от кинетики высвобождения антибиотиков, загруженных в материал в случае монотерапии.
Introduction Saturation of bone defect filling materials with antibacterial agents is used for the treatment of patients with infectious bone complications and for their prevention.
The purpose of the work was to evaluate the elution rate of vancomycin and meropenem from bone cements based on polymethyl methacrylate and polyurethane polymers impregnated into the material in their combination.
Materials and methods In an in vitro study, a comparative analysis of the kinetics of vancomycin and meropenem release from two materials was performed that were based on polyurethane polymers (PU series) and polymethyl methacrylate (PMMA series). Antibiotics were added to the materials before their polymerization in the following proportions: group 1 — polymer : antibiotic 10 g : 1 g (0.5 g vancomycin + 0.5 g meropenem); group 2 — polymer : antibiotic 10 g : 0.5 g (0.25 g vancomycin + 0.25 g meropenem). Samples loaded with one antibiotic were used as a control: group 1v — polymer : antibiotic 10 g : vancomycin 0.5 g; group 1m — polymer : antibiotic 10 g : meropenem 0.5 g; group 2v — polymer: antibiotic 10 g: vancomycin 0.25 g; group 2m — polymer: antibiotic 10 g: meropenem 0.25 g.
Results Vancomycin elution from both PMMA- and PU-based materials loaded with a vancomycin+meropenem was greater in final volume and longer in time than from materials containing vancomycin alone. Conversely, meropenem release from PMMA and PU loaded with a vancomycin + meropenem mixture was less in volume than from the materials containing meropenem alone.
Discussion The use of a vancomycin-meropenem complex in bone cements reveals the following feature: meropenem promotes the release of vancomycin from the studied materials, while the elution of meropenem itself is reduced.
Conclusion Combining antibiotics for impregnation into materials for bone defect filling has an impact on the kinetics of antibiotics release, unlike the release kinetics of an antibiotic loaded into the material as monotherapy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.