Polymers in Medicine

Polim. Med.
Index Copernicus (ICV 2021) – 120.65
MNiSW – 70
Average rejection rate – 27.13%
ISSN 0370-0747 (print)
ISSN 2451-2699 (online) 
Periodicity – biannual

Download PDF

Polymers in Medicine

2013, vol. 43, nr 3, July-September, p. 159–164

Publication type: original article

Language: Polish

Wpływ matryc żelatynowo-alginianowych z mleczanem wapnia na osoczowy układ krzepnięcia po implantacji w tkanki miękkie

Influence of the Gelatin-Alginate Matrixes with Calcium Lactate in Plasma Coagulation System After Implantation in Soft Tissues

Maria Szymonowicz1,A,B,C,D, Bogusława Żywicka1,B,C, Zbigniew Rybak1,E,F, Agnieszka Rusak1,C, Dorota Haznar2,B,G, Janusz Pluta2,B,G

1 Zakład Chirurgii Eksperymentalnej i Badania Biomateriałów, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Wrocław, Polska

2 Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Wrocław, Polska

Streszczenie

Wprowadzenie. Bioresorbowalne porowate podłoża z kopolimerów są stosowane w inżynierii tkankowej przy hodowli tkanek w warunkach in vitro. Zaletą polimerów jest również wytwarzanie z nich termoplastycznych elementów zespalających oraz zdolność do biodegradacji w organizmie. Żelatyna, kolagen, alginiany wchodzą w skład opatrunków służących do miejscowego podawania leku. Podjęte zostały badania nad uzyskaniem porowatej matrycy żelatynowo-alginianowej, która mogłaby znaleźć zastosowanie w lecznictwie, m.in. jako nośnik dla leku.
Cel pracy. Ocena wpływu modyfikowanej matrycy żelatynowo-alginianowej na aktywację osoczowego układu krzepnięcia w badaniach in vivo.
Materiał i metody. Gąbkę żelatynowo-alginianową sieciowaną jonami wapnia wszczepiono w tkankę mięśniową u szczura. Grupą kontrolną były zwierzęta, którym nie implantowano materiału, ale przeszły procedurę operacyjną. Krew do badania osoczowego układu krzepnięcia pobrano po 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14 dobach od zabiegu.
Wyniki. W badaniach osoczowego układu krzepnięcia stwierdzono do 5. doby wydłużenie APTT i skrócenie PT i TT przy niezmienionych wartościach fibrynogenu i liczby krwinek płytkowych. Po 7, 10 i 14 dobach obserwowano wydłużenie APTT przy niezmienionych wartościach PT i TT układu krzepnięcia.
Wnioski. Matryca żelatynowo-alginianowa z jonami wapnia w środowisku biologicznym ulega biodegradacji w tkankach miękkich. Proces ten w początkowym okresie wpływa na aktywację krzepnięcia w układzie wewnątrzi zewnątrzpochodnym. Od 5. do 14. doby obserwowano jedynie aktywację krzepnięcia w układzie wewnątrzpochodnym.

Abstract

Background. Bioresorbable porous substrates from copolymers have their application in tissue engineering to culture tissues in vitro. The advantage of polymers is the production of thermoplastic elements and their ability to biodegrade in a living body. Gelatin, collagen, alginates are part of dressings used for topical administration of the drug. Research was undertaken to achieve a porous gelatin-alginate matrix which could be used in therapy as among others, a carrier for a drug.
Objectives. Evaluation of the impact of modified gelatin-alginate matrix on activation of plasma coagulation in vivo.
Material and Methods. Gelatin-alginate matrix cross-linked with calcium ions was implanted in the muscle tissue of a rat. The control group constituted animals not implanted with material, but they passed the operating procedure. Blood samples of plasma coagulation test and control group were collected after 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14 days of the procedure.
Results. Prolongation of APTT and shortening of PT and TT with the unchanged values of fibrinogen and the count of platelet cells was observed till the 5th day on the basis of the obtained results. Prolongation of APTT with the unchanged values of the remaining parameters of the coagulation system was observed after 7, 10 and 14 days with unchanged values of PT and TT coagulation.
Conclusion. The matrix gelatin-alginate with calcium ions in the biological environment undergoes biodegradation in soft tissues. This process in the initial period influences the activation of the coagulation within the intrinsic and extrinsic system. From the 5th to 14th day the activation of coagulation was observed only in the intrinsic system.

Słowa kluczowe

matryca żelatynowo-alginianowa z jonami wapnia, implantacja, parametry osoczowego układu krzepnięcia, aktywacja krzepnięcia

Key words

gelatine-alginate matrixes with calcium ions, implantation, parameters of plasma coagulation system, activation of coagulation

References (26)

  1. Pielka S., Paluch D., Staniszewska-Kuś J., Solski L.: Badania biozgodności materiałów implantacyjnych. [W:] Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000. Red.: Nałęcz M., Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa 2003, 425–497.
  2. Pluta J., Haznar D.: Resorbable polymeric sponges as drug carriers the therapeutic substance. Part 1. Gelatin sponges. Polim. Med. 2001, 31, 1–2, 18–26.
  3. Pluta J., Haznar D.: Resorbable polymeric sponges as drug carriers the therapeutic substance. Part 2. Gelatin sponges. Polim. Med. 2001, 31, 3–4, 16–24.
  4. Pluta J., Haznar D.: The effect of composition upon the physical and chemical properties of biodegradable gelatin polimer matrixes. Polim. Med. 2002, 32, 3–4, 11–19.
  5. Szymonowicz M., Pielka S., Owczarek A., Haznar D., Pluta J.: Study on influence of gelatin-alginate matrixes on the coagulation system and morphotic blood elements. Macromol. Symp. 2007, 253, 71–76.
  6. Pluta J., Haznar D., Owczarek H., Żywicka B., Szymonowicz M., Pielka S., Solski L.: Gelatinous-alginate sponge as the drug delivery for implantation. Biomaterials in Regeneration Medicine. Proceedings of the International Coference Vienna, October 22–23, Proceedings 2006, 183–187.
  7. Pluta J., Haznar D.: Properties and active substance release kinetics from gelatin-alginate matrices. Polim. Med. 2006, 36, 3, 16–24.
  8. Szymonowicz M., Pielka S., Haznar D., Pluta J.: Studies of reaction of gelatin-alginate matrixes on morphotic elements and blood proteins. Ing. Biomater. 2007, 69–72, 10, 76–81.
  9. Szymonowicz M., Żywicka B., Pielka S., Solski L., Haznar D., Pluta J.: Influence of the gelatin-alginate matrixes with calcium lactate for the blood parameters soft and tissue reaction. International Conference (Bio) Degradable Polymers from renewable Resources. Vienna Austria, November 18–21, 2007, Proceedings 2008, 155–161.
  10. PN-EN ISO 10993-2:2005. Biologiczna ocena wyrobów medycznych – Część 2: Wymagania dotyczące postępowania ze zwierzętami.
  11. PN-EN ISO 10993-12:2005. Biologiczna ocena wyrobów medycznych. Część 12: Przygotowanie próbki i materiały odniesienia.
  12. PN-EN ISO 10993-6:2007. Biologiczna ocena wyrobów medycznych. Część 6: Badania miejscowej reakcji po implantacji.
  13. PN-EN ISO 10993-4:2003. Biologiczna ocena wyrobów medycznych. Część 4: Wybór badań dla interakcji z krwią.
  14. ACL 9000/10000 System Operator’s Manual Text Part No 190834-2 Rev.02. February 2003. Instrumentation Laboratory.
  15. ABX Micros Cobas. Instrukcja obsługi aparatu. Warszawa 1999.
  16. Nichols H.M.A.: Discussion of tendom repair with clinical and experimental data on the use of gelatin sponge. Ann. Surg. 1949, 223–234.
  17. Liu J., Meisner D., Kwong E., Wu X.Y., Johnston M.R.: Translymphatic Chemotherapy by Intrapleural Placement of Gelatin Sponge Containing Biodegradable Paclitaxel Colloids Controls Lymphatic Metastasis in Lung Cancer. Cancer Res. 2009, 69, 3, 1174–1181.
  18. Sun W., Chen Y., Yuan W.: Hemostatic absorbable gelatin sponge loaded with 5-fluorouracil for treatment of tumors. Int. J. Nanomed. 2013, 8, 1499–1506.
  19. Staniszewska-Kuś J., Rutowski R., Kratochwil J., Paluch D., Szymonowicz M., Solski L., Żywicka B.: Comparative study of topical hemostatic agents. Ing. Biomater. 1998, 1, 17–20.
  20. Szymonowicz M., Kratochwil J., Rutowski R., Staniszewska-Kuś J., Paluch D., Solski L., Żywicka B.: Evaluation of the influence of topical haemostatics materials on coagulation and fibrinolysis parameters. Ing. Biomater. 1999, 2, 45–52.
  21. Hashizume H., Ushiki T.: Three-dimensional cytoarchitecture of angiogenic blood vessel in a gelatin sheet implanted in rat skeletal muscular layers. Arch. Histol. Cytol. 2002, 65, 347–357.
  22. Roslindo E.B., Viola N.V., Gaspar A.M.M.: Effects of fibrin sealer and resorbable gelatin on the repair of osseous defects in rat tibia. Braz. Oral Res. 2007, 21, 3, 222–227.
  23. Menaszek E., Pamuła E.: Wpływ wielkości porów resorbowalnych gąbek PGLA na odpowiedź tkankową. Badania in vivo. Ing. Biomater. 2005, 47–53, 221–223.
  24. Shapiro L., Cohen S.: Novel alginate sponges for cell culture and transplantation. Biomater. 1997, 18, 8, 583–590.
  25. Choi Y.S., Hong S.R., Lee Y.M., Song K.W., Park M.H., Nam Y.S.: Study on gelatin-containing artificial skin: I. Preparation and characteristics of novel gelatin-alginate sponge. Biomater. 1999, 20, 5, 409–417.
  26. PN-EN ISO 10993-11 (2000). Biologiczna ocena wyrobów medycznych. Część 11: Badania toksyczności ogólnoustrojowej.