PL449565A1

PL449565A1 - Bifunctional, macroporous bone implant based on a pH-sensitive calcium-magnesium zeolite/chitosan/bisphosphonate complex and its production method

Info

Publication number: PL449565A1
Application number: PL449565A
Authority: PL
Inventors: Agata Przekora-Kuśmierz; Paulina Kazimierczak; Alicja Wójcik; Wojciech Franus; Jakub Matusiak; Rafał Panek
Original assignee: Uniwersytet Medyczny W Lublinie; Politechnika Lubelska
Priority date: 2024-08-22
Filing date: 2024-08-22
Publication date: 2025-08-18

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest dwufunkcyjny, makroporowaty implant kostny, charakteryzujący się tym, że stanowi go chitozan, agaroza, hydroksyapatyt w postaci proszku lub nanoproszku, kompleks CaMg-X-chitozan-ryzedronian w postaci proszku lub nanoproszku, otrzymany w ten sposób, że przygotowuje się matrycę, w której skład wchodzi: sproszkowany zeolit Ca-X, który poddaje się dwukrotnej wymianie jonowej dodając w proporcji 1 część proszku do 20 części (w/v) wodnego roztworu chlorku magnezu o stężeniu 1 M, ciągle mieszając, w temperaturze poniżej 60°C, po czym otrzymany zeolit wapniowo-magnezowy CaMg-X suszy się i rozdrabnia, sproszkowany zeolit CaMg-X, który miesza się w proporcji 1 część proszku do 20 części (w/v) 1% roztworu chitozanu w kwasie octowym o stężeniu 0,1 M, po czym mieszając dodaje się wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 1 M w ilości 20 ml do uzyskania pH=9, a następnie zmodyfikowany zeolit odsącza się z roztworu, suszy i rozdrabnia otrzymując CaMg-X-chitozan, zaś w dalszej kolejności dodaje się wodny roztwór ryzedronianu sodu o stężeniu 7,5 mg/ml w proporcji 1 część proszku do 20 części roztworu (w/v) mieszając w temperaturze pokojowej, po czym osad oddziela się i suszy w temperaturze poniżej 70°C do otrzymania stałej masy, następnie matrycę CaMg-X-chitozan-ryzedronian rozdrabnia się; oraz zeolit CaMg-X sfunkcjonalizowany za pomocą chitozanu (CaMg-X-chitozan) w postaci proszku lub nanoproszku, otrzymany w ten sposób, że przygotowuje się matrycę, w której skład wchodzi: sproszkowany zeolit Ca-X, który poddaje się dwukrotnej wymianie jonowej dodając w proporcji 1 część proszku do 20 części (w/v) wodnego roztworu chlorku magnezu o stężeniu 1 M, ciągle mieszając, w temperaturze poniżej 60°C, po czym otrzymany zeolit wapniowo-magnezowy CaMg-X suszy się i rozdrabnia, sproszkowany zeolit CaMg-X, który miesza się w proporcji 1 część proszku do 20 części (w/v) 1% roztworu chitozanu w kwasie octowym o stężeniu 0,1 M, po czym mieszając dodaje się wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 1 M w ilości 20 ml do uzyskania pH=9, a następnie zmodyfikowany zeolit odsącza się z roztworu, suszy i rozdrabnia otrzymując CaMg-X-chitozan; rozprowadzone w 2% (v/v) wodnym roztworze kwasu octowego, przy czym proporcje wagowe stałych komponentów wynoszą odpowiednio 2% (w/v) chitozanu, 5% (w/v) agarozy, 20% (w/v) hydroksyapatytu w postaci proszku lub nanoproszku, 10% (w/v) kompleksu CaMg-X-chitozan-ryzedronian w postaci proszku lub nanoproszku oraz 10% (w/v) zeolitu CaMg-X-chitozan w postaci proszku lub nanoproszku w odniesieniu do kwasu octowego. Zgłoszenie obejmuje też sposób wytwarzania dwufunkcyjnego, makroporowatego implantu kostnego.The subject of the application is a bifunctional, macroporous bone implant, characterized in that it is composed of chitosan, agarose, hydroxyapatite in the form of powder or nanopowder, a CaMg-X-chitosan-risedronate complex in the form of powder or nanopowder, obtained by preparing a matrix consisting of: powdered Ca-X zeolite, which is subjected to double ion exchange by adding in a proportion of 1 part of powder to 20 parts (w/v) of an aqueous solution of magnesium chloride with a concentration of 1 M, under continuous stirring, at a temperature below 60°C, after which the obtained calcium-magnesium zeolite CaMg-X is dried and crushed, powdered CaMg-X zeolite, which is mixed in a proportion of 1 part of powder to 20 parts (w/v) of a 1% solution of chitosan in acetic acid with a concentration of 0.1 M, then 20 ml of an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 1 M is added under stirring to obtain pH=9, and then the modified zeolite is filtered from the solution, dried and crushed to obtain CaMg-X-chitosan, and then an aqueous solution of sodium risedronate with a concentration of 7.5 mg/ml is added in the proportion of 1 part of powder to 20 parts of the solution (w/v) under stirring at room temperature, then the precipitate is separated and dried at a temperature below 70°C until a constant mass is obtained, then the CaMg-X-chitosan-risedronate matrix is crushed; and CaMg-X zeolite functionalized with chitosan (CaMg-X-chitosan) in the form of powder or nanopowder, obtained by preparing a matrix consisting of: powdered Ca-X zeolite, which is subjected to double ion exchange by adding in a proportion of 1 part of powder to 20 parts (w/v) of an aqueous solution of magnesium chloride with a concentration of 1 M, under continuous stirring, at a temperature below 60°C, after which the obtained calcium-magnesium zeolite CaMg-X is dried and crushed, powdered CaMg-X zeolite, which is mixed in a proportion of 1 part of powder to 20 parts (w/v) of a 1% solution of chitosan in acetic acid with a concentration of 0.1 M, after which an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 1 M is added in an amount of 20 ml to the mixture under stirring obtaining pH=9, and then the modified zeolite is filtered from the solution, dried and ground to obtain CaMg-X-chitosan; dispersed in a 2% (v/v) aqueous solution of acetic acid, wherein the weight proportions of the solid components are 2% (w/v) chitosan, 5% (w/v) agarose, 20% (w/v) hydroxyapatite in the form of powder or nanopowder, 10% (w/v) CaMg-X-chitosan-risedronate complex in the form of powder or nanopowder and 10% (w/v) CaMg-X-chitosan zeolite in the form of powder or nanopowder with respect to acetic acid. The application also covers a method for manufacturing a bifunctional, macroporous bone implant.