vol. 6 4/2017 Inżynier i Fizyk Medyczny
268
biomateriały
\
biomaterials
artykuł naukowy
\
scientific paper
W przypadku cementu kostnego popularną modyfikacją
w celu nadania mu właściwości bioaktywnych jest dodatek an-
tybiotyku. Metoda ta, choć obecnie stosowana komercyjnie,
nie jest idealna i wiążą się z nią problemy: rosnąca antybiotyko-
oporność bakterii, niszczenie cząstek antybiotyku w procesach
polimeryzacyjnych cementu kostnego lub zbyt krótki okres te-
rapeutyczny (jako efekt wypłukiwania czy zbyt szybkiego uwal-
niania cząstek z porów cementu). Dlatego poszukuje się innych
modyfikacji cementu kostnego i prowadzone są liczne badania.
Do badań pośrednio lub bezpośrednio sprawdzających bioak-
tywność zmodyfikowanego cementu kostnego zalicza się:
•
badania mikroskopowe w celu oceny rozkładu cząstek
modyfikacji,
•
badanie wpływu agresywnego środowiska na cząstki
modyfikacji,
•
badanie uwalniania cząstek modyfikacji,
•
badanie strefy zahamowania wzrostu bakterii,
•
badanie cytotoksyczności,
•
badania przylegania i proliferacji komórek żywych,
•
badanie pirogenności,
•
test hemolityczny,
•
badania kliniczne.
Należy zwrócić uwagę, że tylko kompleksowo przetestowany
zmodyfikowany cement kostny można uznać za skuteczny i roz-
ważać jego zastosowanie wmedycynie. Oprócz badań opisanych
w pracy konieczne jest także przeprowadzenie podstawowych
badań właściwości mechanicznych. Ma to na celu sprawdzenie,
czy modyfikacja, która dodaje cementowi kostnemu właściwo-
ści bioaktywne, nie zaburza jego właściwości mechanicznych, co
będzie prowadzić do braku jego funkcyjności.
Literatura
1.
I. Koh, Y. Gombert, C. Persson, H. Engqvist, B. Helgason,
S.J. Ferguson:
Ceramic cement as a potential stand-alone treat-
ment for bone fractures: An in vitro study of ceramic–bone compo-
sites
, J. Mech. Behav. Biomed. Mater
.
, 61, 2016, 519-529.
2.
A. Balin
: Cementy w chirurgii kostnej
, Wydawnictwo Politechniki
Śląskiej, Gliwice 2016.
3.
I. Koh, A. López, A.B. Pinar, B. Helgason, S.J. Ferguson:
The effect
of water on the mechanical properties of soluble and insoluble ce-
ramic cements
, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 51, 2015, 50-60.
4.
J. Slane, J. Vivanco, J. Meyer, H.-L. Ploeg, M. Squire:
Modifica-
tion of acrylic bone cement with mesoporous silica nanoparticles:
Effects on mechanical, fatigue and absorption properties
, J. Mech.
Behav. Biomed. Mater
.
, 29, 2014, 451-461.
5.
6.
edic-trauma-cmf/arthroplasty-cranioplasty-bone-cements/
gentafix-3
7.
G. Massazza, A. Bistolfi, E. Verné, M. Miola, L. Ravera, F. Rosso:
Antibiotics and cements for the prevention of biofilm-associated
infections
, Woodhead Publishing Limited, 2014.
8.
A.C. Matos, L.M. Gonçalves, P. Rijo, M.A. Vaz, A.J. Almeida,
A.F. Bettencourt:
A novel modified acrylic bone cement ma-
trix. A step forward on antibiotic delivery against multiresistant
bacteria responsible for prosthetic joint infections,
Mater. Sci. Eng.
C, 38, 2014, 218-226.
9.
J. Martínez-Moreno, C. Mura, V. Merino, A. Nácher, M. Climen-
te, M. Merino-Sanjuán:
Study of the Influence of Bone Cement
Type and Mixing Method on the Bioactivity and the Elution Kinetics
of Ciprofloxacin
, J. Arthroplasty, 30(7), 2015, 1243-1249.
10.
H. Tan, S. Guo, S. Yang, X. Xu, T. Tang:
Physical characterization
and osteogenic activity of the quaternized chitosan-loaded PMMA
bone cement
, Acta Biomater., 8(6), 2012, 2166-2174.
11.
S.C. Shen, W.K. Ng, Y.-C. Dong, J. Ng, R.B.H. Tan:
Nanostructu-
red material formulated acrylic bone cements with enhanced drug
release
, Mater. Sci. Eng. C, 58, 2016, 233-241.
12.
M. Miola, A. Bistolfi, M.C. Valsania, C. Bianco, G. Fucale, E. Ver-
né:
Antibiotic-loaded acrylic bone cements: An in vitro study on the
release mechanism and its efficacy
, Mater. Sci. Eng. C, 33(5), 2013,
3025-3032.
13.
E. Paz, P. Sanz-Ruiz, J. Abenojar, J. Vaquero-Martín, F. Forriol,
J.C. Del Real:
Evaluation of Elution and Mechanical Properties of
High-Dose Antibiotic-Loaded Bone Cement: Comparative ‘In Vitro’
Study of the Influence of Vancomycin and Cefazolin
,
J. Arthropla-
sty, 30(8), 1423-1429.
14.
S.C. Shen, W.K. Ng, Y.-C. Dong, J. Ng, R.B.H. Tan:
Nanostructu-
red material formulated acrylic bone cements with enhanced drug
release
, Mater. Sci. Eng. C, 58, 2016, 233-241.
15.
J. Slane, J. Vivanco, W. Rose, H.-L. Ploeg, M. Squire:
Mechanical,
material, and antimicrobial properties of acrylic bone cement im-
pregnated with silver nanoparticles
, Mater. Sci. Eng. C, 48, 2015,
188-196.
16.
M. Miola, M. Bruno, G. Maina, G. Fucale, G. Lucchetta, E. Ver-
nè:
Antibiotic-free composite bone cements with antibacterial and
bioactive properties. A preliminary study
, Mater. Sci. Eng. C, 43,
2014, 65-75.
17.
R. Ormsby, T. McNally, P. O’Hare, G. Burke, C. Mitchell, N. Dun-
ne:
Fatigue and biocompatibility properties of a poly(methyl me-
thacrylate) bone cement with multi-walled carbon nanotubes
,
Acta Biomater., 8, 2012, 1201-1212.
18.
T. Kokubo, H. Takadama:
How useful is SBF in predicting in vivo
bone bioactivity?
, Biomaterials, 27(15), 2006, 2907-2915.
19.
C. Arcelloni, B. Comuzzi, R. Vaiani, R. Paroni:
Quantification
of gentamicin in Mueller–Hinton agar by high-performance liquid
chromatography
,
J. Chromatogr. B Biomed. Sci. Appl., 753(1),
2001, 151-156.
20.
H. Li, J. Gu, L.A. Shah, M. Siddiq, J. Hu, X. Cai, D. Yang:
Bone cement
based on vancomycin loaded mesoporous silica nanoparticle and cal-
cium sulfate composites
, Mater. Sci. Eng. C, 49, 2015, 210-216.
21.
Approved standard M2-A9, 2006.
22.
Approved standard M7-A6, 2006.
23.
N. Jeong, J. Park, K. Yoo, W. Kim, D.-H. Kim, S.-Y. Yoon:
Prepa-
ration, characterization, and in-vitro performance of novel injec-
table silanized-hydroxypropyl methylcellulose/phase-transformed
calcium phosphate composite bone cements
, Curr. Appl. Phys.,
16(11), 2016, 1523-1532.
24.
S.Y. Kim, S.H. Jeon:
Setting properties, mechanical strength and in
vivo evaluation of calcium phosphate-based bone cements
, J. Ind.
Eng. Chem., 18(1), 2012, 128-136.
25.
D.J.F. Moojen, H.C. Vogely, A. Fleer, A.J. Verbout, R.M. Caste-
lein, W.J.A. Dhert:
No efficacy of silver bone cement in the preven-
tion of methicillin- sensitive Staphylococcal infections in a rabbit
contaminated implant bed model
, J. Orthop. Res., 27(8), 2009,
1002-1007.
