3D printing of a controlled urea delivery device for the prevention of tooth decay

Xalqaro farmatsevtika jurnali 631 (2023) 122528

Mundarija ro'yxati ScienceDirect -da mavjud
Xalqaro farmatsevtika jurnali


jurnalning bosh sahifasi: www.elsevier.com/locate/ijpharm


Tish chirishining oldini olish uchun boshqariladigan karbamid etkazib berish moslamasini 3D bosib chiqarish


Valentin Berger, Marina Green Buzhor, Diana Evstafeva, Lena Mügeli, Jan-Kristof Leru
Farmatsevtika fanlari instituti, Kimyo va amaliy biofanlar boʻlimi, ETH Zurich, Vladimir-Prelog-Weg 3, 8093 Tsyurix, Shveytsariya


MAQOLA MA'LUMOTI


ANTRACT

Kalit so‘zlar:
3D bosib chiqarish
Shaxsiylashtirilgan tibbiy asbob
Sozlanishi mumkin bo'lgan dori etkazib berish
Maqsadli sayt chiqarilishi
Karbamid
Tish chirishi

Tish kariesi dunyodagi eng keng tarqalgan surunkali yuqumli kasalliklardan biridir. Bu asosan uglevodlarning bakterial metabolizmidan biofilmdagi kislota hosil bo'lishidan kelib chiqadi. Hozirgi vaqtda kariesning oldini olish asosan ftoridni o'z ichiga olgan mahalliy formulalardan foydalanishga asoslangan. Biroq, samarali ftorid sup­ yuqori xavfli shaxslarda qo'llash etarli bo'lmasligi mumkin, bu og'iz bo'shlig'ida kislotani neytrallash kabi muqobil strategiyalarni o'rganishga olib keladi. Karbamid og'iz bo'shlig'idagi bakteriyalar tomonidan ammiakga gidrolizlanadi, bu tishlarning parchalanishiga qarshi turishi mumkin bo'lgan mahalliy ishqorlanishga olib keladi. Bu erda biz karbamidning mahalliy va uzoq muddatli chiqishi bilan 3D bosilgan shaxsiylashtirilgan stomatologik tovoqlar ishlab chiqarilishi haqida xabar beramiz. Sozlanishi mumkin bo'lgan karbamid ajralish kinetikasiga ega kompozit filamentlar karbamid bilan aralashtirilgan poli(e-kaprolakton) va poli(vinil spirt) yoki poli(etilen glikol) aralashmalarini issiq eritma ekstruziyasi orqali ishlab chiqarilgan. Filamentlar keyinchalik karbamidni barqaror va fazoda boshqariladigan tarzda chiqarishga qodir bo'lgan eritilgan cho'kma modellash ob'ektlari orqali 3D bosib chiqarish uchun ishlatilgan. Streptococcus salivarius ishtirokida olib borilgan in vitro tadqiqotlar 3D bosilgan model tishdan chiqarilgan karbamid qobiliyatini ko'rsatdi.­ uglevodlar tomonidan qo'zg'atilgan pH pasayishini kamaytirish uchun himoya qiladi. Ushbu tadqiqot karbamidni to'g'ridan-to'g'ri tish yuzasiga etkazib berish orqali emalni o'rab turgan muhitning kariogen kislotaliligini kamaytirish uchun karbamid yuklangan qurilmalarning potentsialini ko'rsatdi.

* Muallif.
Elektron pochta manzili: [e-mail] (J.-C. Leroux).
https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2022.122528
2022-yil 27-oktabrda olingan; Qayta ko'rib chiqilgan shaklda 2022 yil 15 dekabrda olingan; 2022 yil 17 dekabrda qabul qilingan
2022-yil 20-dekabrda onlayn rejimda mavjud
0378-5173/© 2022 Muallif(lar). Elsevier BV tomonidan nashr etilgan Bu CC BY litsenziyasi ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ) ostida ochiq kirish maqolasidir.

1. 
   Kirish
   

Tish karies - bu kattalar aholisining 92% ga ta'sir qiluvchi juda keng tarqalgan kasallik ( Selwitz va boshq., 2007 ), ( Kassebaum va boshq., 2017 ). Barcha profilaktika choralariga qaramay, u global yillik boshqaruv va davolash xarajatlari 300 milliard dollardan ortiq bo'lgan asosiy sog'liqni saqlash muammosi bo'lib qolmoqda ( Jahon sog'liqni saqlash tashkiloti, 2017 ). Kariyes dissoludan kelib chiqadi­ kariogen bakteriyalar ( Featherstone, 2000 ), ( Arends va Christoffersen, 1986 ) tomonidan ishlab chiqarilgan kislotali biofilmga ta'sir qilishda emal gidroksiapatit kristallari. Og'iz muhitida pH pasayishi keyin tupurik sekretsiyasi va og'iz bakteriyalari tomonidan gidroksidi hosil bo'lishi bilan neytrallanadi, bu gidroksiapatitning qayta kristallanishiga olib keladi. Hech qachon­ shunga qaramay, agar demineralizatsiya remineralizatsiyadan ustun bo'lsa, emal shifo bera olmaydi, natijada lezyonlar paydo bo'ladi ( Featherstone, 2008 ), ( Robinson va boshq., 1995 ).
Kariyesning oldini olish uchun kommunal suv ta'minoti va osh tuziga ftorid qo'shilishi kabi turli strategiyalar amalga oshirildi ( AQSh sog'liqni saqlash xizmatining tish kariesining oldini olish uchun ichimlik suvida ftorid konsentratsiyasi bo'yicha tavsiyanomasi, 2015 yil ) yoki
ftor o'z ichiga olgan og'iz gigienasi mahsulotlarini tijoratlashtirish ( Wey- ant va boshq., 2013 ), ( Hellwig va boshq., 2004 ). Darhaqiqat, ftorid kariesning oldini olishda ishlatiladigan asosiy vositadir. U emalning remineralizatsiya fazalarida tish mineraliga kiradi­ kislotaga chidamli ftorli gidroksiapatitning birikmasi. Bundan tashqari, eritmadagi ftorid emal yuzasida adsorbsiyalanadi, gidroksiapatitning kislotali erish tezligini pasaytiradi va uning bakteriostatik ta'siri orqali biofilmdagi kislota ishlab chiqarishni kamaytiradi ( Featherstone, 1999 ), ( Ro Sin -Grget va boshqalar). ., 2013 ), ( Ten Keyt va Featherstone, 1991 ). Biroq, ftorid formulalari samaradorlik nuqtai nazaridan cheklovlarni ko'rsatadi, chunki topikal qo'llashdan keyin emalga ftorid integratsiyasi past bo'lib qolmoqda ( Dukvort va Morgan, 1991 ), ( Sjo ¨ gren va Birkhed, 1993 ), bu yuqori xavfli shaxslarda yomon profilaktika ko'rsatkichlariga olib keladi. Bundan tashqari, ftoridning yuqori dozalarini takroriy qo'llash va ftoridni bir nechta kundalik manbalardan nazoratsiz iste'mol qilish.­ tish yoki suyak florozi va ftorid bilan zaharlanish ( Milliy tadqiqot kengashi, 2006 ), ( DenBesten va Li, 2011 ) kabi kiruvchi nojo'ya ta'sirlar bilan ftoridni ortiqcha iste'mol qilish xavfini oshiradi.
Kariesning oldini olish uchun muqobil yondashuv - tupurikning ishqoriyligini oshirish ( Liu va boshq., 2012 ), ( Burne va Marquis, 2000 ). Blyashka tarkibidagi ishqorning ikkita asosiy manbai arginin va karbamiddir. Ikkinchisi hidsiz va tabiiy ravishda tuprik bezlarida 3 dan 10 mM gacha bo'lgan konsentratsiyalarda chiqariladi. U bakterial ureazlar tomonidan ammiak va karbonat angidridga tez gidrolizlanadi. Mahalliy pH ni oshiradigan ammiak ishlab chiqarish og'iz bo'shlig'ida ( Clancy va boshq., 2000 ), ( Margolis va Moreno, 1992 ), ( Peterson va boshq., 1985 ) muhim anti-karioz rol o'ynaydi, deb ishoniladi. . Emalning erishini kamaytirishdan tashqari, mahalliy pH ko'tarilishi og'iz mikrobiotasining muvozanatini ham saqlaydi, shu jumladan sog'lom kislotaga sezgir kariogen bo'lmagan bakteriyalar ( Bern va Marquis, 2000 ), ( Chen va boshqalar, 2000 ).
Natriy bikar kabi turli xil gidroksidi moddalarni yuborish­ bonat, dikalsiy fosfat yoki karbamid o'z ichiga olgan formulalar tish kariesining oldini olish uchun tekshirildi ( Ly va boshq., 2008 ), ( Chow va boshq., 1994 ). Tadqiqot karbamid o'z ichiga olgan saqichlardan foydalangandan so'ng odamlarda blyashkadagi karbamid konsentratsiyasi va pH ni o'lchadi ( Smit va boshq., 2004 ). Natijalar og'iz muhitida pH darajasining kuchayganini ko'rsatdi. Biroq, karbamid yuklangan va karbamidsiz saqich o'rtasida pHda sezilarli o'zgarishlar kuzatilmadi. Haqiqatan ham, chiqarilgan karbamid tupurikni tamponlash uchun etarli konsentratsiyaga erisha olmadi va pHga kuzatilgan ta'sir asosan chaynash natijasida paydo bo'lgan tuprik oqimining ko'payishi bilan bog'liq edi. Shu sababli, emal/tupurik interfeysida samarali va mahalliy ishqorlanishga olib keladigan karbamidni etkazib berish muammo bo'lib qolmoqda.
3D skanerlashning 3D bosib chiqarish texnologiyalari bilan kombinatsiyasi al­ yuqori murakkablik va aniqlik bilan shaxsiylashtirilgan farmatsevtika qurilmalarini tez ishlab chiqarishni pasaytiradi ( Paunovic ´ va boshq., 2021 ), ( Xaled va boshq., 2015 ), ( Chen va boshq., 2022 ). Qo'shimchalar ishlab chiqarish texnologiyasi orasida­ nologies, eritilgan cho'kma modellashtirish (FDM) qatlam-qatlam materiallar cho'kma asoslangan keng qo'llaniladigan texnikasi. Bu oddiy jarayon keyingi ishlov berishsiz xavfsiz qurilmalarni ishlab chiqarish. Texnologiya bino plitasida qatlamlarni chop etish uchun termoplastik filamentlarni isitiladigan nozul orqali eritishdan iborat. FDM filamentlari dori-darmonli materiallarni ishlab chiqarish uchun faol farmatsevtik ingredientlar bilan qo'shilishi mumkin bo'lgan farmatsevtik darajadagi termoplastik polimerlarning issiq eritma ekstruziyasi (HME) orqali ishlab chiqariladi. Ushbu kompozit filamentlar keyinchalik dori-darmonli tish tovoqlari ( Liang va boshq., 2018 ), ( Berger va boshq., 2022 ) kabi boshqariladigan bo'shatish qurilmalarini 3D bosib chiqarish uchun ishlatiladi. Ikkinchisi bemorlarning anatomiyasiga mos keladigan va individual talablarga javob beradigan talab bo'yicha ishlab chiqilishi mumkin ( Chen va boshq., 2022 ), ( Liang va boshq., 2018 ).
Ushbu tadqiqotda biz 3D bosib chiqarilgan odamning ishlab chiqarilishi haqida xabar beramiz­ emal / tupurik interfeysida pH ni mahalliy va barqaror oshirish uchun karbamid bilan yuklangan alized og'iz qurilmasi. Poli ( e -kaprolakton) (PCL) asosiy polimer matritsa sifatida ishlatilgan va karbamidni ajratish kinetikasini sozlash uchun poli(vinil spirt) (PVA) yoki poli(etilen glikol) (PEG) bilan birlashtirilgan ( 1-rasm ). . Turli matritsalar yuklanish, mexanik xususiyatlar va dori elutsiyasining harakati nuqtai nazaridan o'rganildi. Karbamid yuklangan kompozitlar keyinchalik karbamidning emal tomon bir yo'nalishli chiqishini olish uchun noyob dizayn bilan 3D chop etildi ( 1-rasm ). Bundan tashqari, bosilgan ob'ektga yuklangan karbamidning buferlik qobiliyati og'iz bo'shlig'idan keng tarqalgan ureaza ishlab chiqaruvchi bakteriyalar bo'lgan Streptococcus salivarius (S. salivarius) ishtirokida in vitroda tekshirildi.

2. 
   Materiallar va usullar
   
   1. 
      Materiallar