ПОЛИТРАВМА / POLYTRAUMA

Среди основных причин неудовлетворительных результатов первичного эндопротезирования тазобедренного сустава третье место занимает перипротезная инфекция, которая является серьезной угрозой здоровью пациентов и составляет значительную долю расходов учреждений здравоохранения. Современная концепция антимикробной терапии ортопедической инфекции предполагает создание локальных депо антибактериальных препаратов, подразумевая под этим термином полимерные гели, содержащие лекарственные препараты и обладающие способностью пролонгированного действия. Однако на фармацевтическом рынке России на сегодняшний день отсутствует данный продукт или его эквивалентные аналоги.

Цель — исследование возможности применения гидрогеля на основе поливинилпирролидона как локального депо антибактериальных препаратов посредством изучения эффективности и безопасности его длительного местного применения в эксперименте in vitro и in vivo.

Материалы и методы. Был исследован гидрогель с содержанием поливинилпирролидона, гентамицина и фосфомицина. В эксперименте in vivo, продолжительность которого составляла 180 суток, гидрогель был помещен между мышцами тазовой конечности животного. Гистологически и макроскопически были исследованы прилежащие к гидрогелю ткани, паренхиматозные органы. Изъятый гидрогель in vitro был исследован на антимикробную активность. При помощи растровой электронной микроскопии исследовано прилежание гидрогеля к тканям.

Результаты. Гистологически показано (ув. 100×) и подтверждено методом растровой электронной микроскопии (ув. 10 000×), что к 180-м суткам in vivo эксперимента гидрогель прорастает соединительной тканью. Общетоксического действия гидрогелей на организм экспериментальных животных не выявлено. Гидрогель с импрегнированными антибиотиками в условиях in vivo проявляет пролонгированное действие: антимикробные свойства сохраняются в течение 120 суток.

Заключение. В эксперименте подтверждена эффективность и безопасность длительного применения гидрогеля на основе поливинилпирролидона как локального депо антимикробных препаратов.

Shubnyakov II, Tikhilov RM, Denisov AO, Akhmedilov MA, Cherny AZh, Totoev ZA, et al. What has changed in the structure of revision hip arthroplasty in recent years? Traumatology and orthopedics of Russia. 2019; 4: 9-27. Russian (Шубняков И. И., Тихилов Р. М., Денисов А. О., Ахмедилов М. А., Черный А. Ж., Тотоев З. А. и др. Что изменилось в структуре ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава в последние годы? // Травматология и ортопедия России. 2019. № 4. С. 9-27. doi:10.21823/2311-2905-2019-25-4-9-27)

Bozic KJ, Kamath AF, Ong K, Lau E, Kurtz, S, Chan V, et al. Comparative epidemiology of revision arthroplasty: failed THA poses greater clinical and economic burdens than failed TKA. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2015; 473(6): 2131–2138. doi:10.1016/j.arth.2017.02.046

Romanò CL, Bozhkova S, Artyukh V, Romanò D, Tsuchiya H, Drago L. Local antibacterial implant protectionin orthopedics and trauma: what’s new? Traumatology and Orthopedics of Russia. 2019;25(4):64-74. doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-4-64-74

Bozhkova SA, Gordina EM, Markov MA, Afanasiev AV, Artyukh VA, Malafeev KV, et al. The effect of the combination of vancomycin with a silver preparation on the duration of the antimicrobial activity of bone cement and the formation of a biofilm by the MRSA strain. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2021; 27(2): 54-64. Russian (Божкова С. А., Гордина Е. М., Марков М. А., Афанасьев А. В., Артюх В. А., Малафеев К. В. и др. Влияние комбинации ванкомицина с препаратом серебра на длительность антимикробной активности костного цемента и формирование биопленки штаммом MRSA // Травматология и ортопедия России. 2021. Т. 27, № 2. С. 54-64. doi.org/10.21823/2311-2905-2021-27-2-54-64)

Capuano N, Logoluso N, Gallazzi E, Drago L, Romanò CL. One-stage exchange with antibacterial hydrogel coated implants provides similar results to two-stage revision, without the coating, for the treatment of peri-prosthetic infection. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018;26(11):3362-3367. doi: 10.1007/s00167-018-4896-4

Romanò CL, De Vecchi E, Bortolin M, Morelli I, Drago L. Hyaluronic acid and its composites as a local Antimicrobial/Antiadhesive barrier. J Bone Jt Infect. 2017;2(1):63-72. doi: 10.7150/jbji.17705

Zoccali C, Scoccianti G, Biagini R, Daolio PA, Giardina FL, Campanacci DA. Antibacterial hydrogel coating in joint mega-prosthesis: results of a comparative series. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2021;31(8):1647-1655. doi: 10.1007/s00590-021-02884-7

Na Peng, Xiongzhi Zhang, Huan Xu and Yi Liu. Polymeric hydrogels with antimicrobial activity-a review of their progress. Biomed J Sci& Tech Res.2019; 23(5): 17810-17823. doi: 10.26717/BJSTR.2019.23.003973

Mishra B, Upadhyay M, Reddy Adena SK, Vasant BG, Muthu MS. Hydrogels: an introduction to a controlled drug delivery device, synthesis and application in drug delivery and tissue engineering. Austin J Biomed Eng. 2017; 4(1): 1037

Chyzy A, Tomczykowa M, Plonska-Brzezinska ME. Hydrogels as potential nano-, micro- and macro-scale systems for controlled drug delivery. Materials. 2020;13 (1): 188.doi:10.3390/ma13010188

Franco P, De MarcoI. The pse of poly(N-vinyl pyrrolidone) in the delivery of drugs: a review. Polymers. 2020;12 (5):1114.doi:10.3390/polym12051114

Teodorescu M, Bercea M, Morariu S. Biomaterials of PVA and PVP in medical and pharmaceutical applications: perspectives and challenges. Biotechnology Advances. 2019; 37: 109-131. doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.11.008

Kurakula M, Koteswara Rao GSN. Pharmaceutical assessment of polyvinylpyrrolidone (PVP): as excipient from conventional to controlled delivery systems with a spotlight on COVID-19 inhibition. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2020; 60: 102046. doi.org/10.1016/j.jddst.2020.102046

Method for obtaining an antimicrobial gel: patent 2746709 Russian Federation, IPC A61K 9/00.31665, 31/7036, 47/58, 31/04/ OA Legonkova, SA Bozhkova, RP Terekhova, BA Akhmedov, AS Ogannisyan, EM Gordina, TI Vinokurova, AM Chililov; applicant and patentee − National Medical Research Center for Surgery named after AV Vishnevsky. No. 2020134912; application from 23 October 2020; published on 19 April 2021, bulletin No. 11. Russian (Способ получения антимикробного геля : патент 2746709 Российская Федерация, МПК А61К 9/00,31665, 31/7036, 47/58, 31/04/ О. А. Легонькова, С. А. Божкова, Р. П. Терехова, Б. А. Ахмедов, А. С. Оганнисян, Е. М. Гордина, Т. И. Винокурова, А. М. Чилилов; заявитель и патентообладатель Национальный медицинский исследовательский центр хирургии им. А. В. Вишневского. № 2020134912; завл. 23.10.2020; опубл. 19.04.2021, Бюл. №11)

About the protection of animals used for experimental and scientific purposes: Council Directive 86/609 / EEC of November 24, 1986 / European Economic Community. Council. Russian (О защите животных, используемых в экпериментальных и научных целях : директива Совета ЕЭС 86/609/ЕЭС от 24 ноября 1986 г. / Европейское Экономическое Сообщество. Совет)

Rules for carrying out work with experimental animals: Order No. 724 of 1984 of the Ministry of Higher Education of the USSR. Russian (Правила проведения работ с экспериментальными животными : приказ № 724 от 1984 г. Министерства высшего образования СССР)

World Medical Association Declaration of Helsinki on the Humane Treatment of Laboratory Animals (2000). Russian (Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации о гуманном отношении к лабораторным животным (2000 г.)

Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Eight Edition. Washington: The National Academies Press, 2011. 220p.

Datsenko BM, Biryukova SV, Tamm TI. Guidelines for the experimental (preclinical) study of drugs for the local treatment of purulent wounds / Ministry of Health of the USSR, Pharmacological Committee. Moscow, 1989. 46 p. Russian (Даценко Б. М., Бирюкова С. В., Тамм Т. И. Методические рекомендации по экспериментальному (доклиническому) изучению лекарственных препаратов для местного лечения гнойных ран / Министерство здравоохранения СССР, Фармакологический комитет. Москва,1989. 46 с.)