Akrilik kemik çimentosunun modifikasyonu, karakterizasyonu ve antibiyotik ilaç salımındaki kullanımları

Abstract

Bu çalışmada, kemik dolgusu olarak ortopedi cerrahisinde kullanılmak üzere mevcut ticari poli(metil metakrilat) kemik çimentosu ile Dekstran polimerinden oluşan yeni bir kemik çimentosu önerilmektedir. Katı kısım (poli(metil metakrilat), PMMA, benzoil peroksit, BPO, ve Baryum sülfat, BaSO4 içeren) ile sıvı kısım (metil metakrilat, MMA, N,N-dimetil-p-toludin, DMPT, ve hidrokinon içeren) karıştırılarak hazırlanan akrilik çimentolar farklı molekül ağırlığına sahip Dekstran(Mw ? 1.000, 5.000, 20.000, 40.000, 70.000, 500.000 g / gmol)'nın eklenmesiyle modifiye edilmiştir. Farklı kemik çimentosu örnekleri hazırlanmıştır. Bu kemik çimentolarında, Dekstran içeren toplam katı miktarı değişirken, Dekstran miktarı sabit tutulmuştur. Kemik çimentoları, porozite, ısısal ve mekanik özelliklerin ölçülmesi ile karakterize edilmiştir.Kemik çimentosundaki PMMA ile Dekstran polimerleri arasındaki etkileşimin aydınlatılması FTIR analizi ile sağlanmıştır. Kemik çimentolarının yüzey ve kesit yapıları SEM ile incelenmiştir.Model antibiyotik, Vankomisin, kemik çimentolarına çimento oluşumu esnasında yüklenmiştir. Vankomisin için yükleme kapasitesi 1 gram toz kısım başına 100 mg'dır.Kemik çimentolarından Vankomisin salımı, tris tampon ortamlarda (pH 7.4), 37oC'de ve sabit derişim farkı sağlamak üzere salım ortamının sürekli yenilendiği koşullarda incelenmiştir.Bu sonuçlar, önerilen BCD40 kemik çimentosunun (Mw ? 40.000 g/gmol Dekstran içeren) hala kullanımda olan saf PMMA kemik çimentosunun yerine alabilecek kullanım potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir.Anahtar kelimeler: Kemik çimentosu, PMMA, Dekstran, Vankomisin salımı

In this study, we propose a new bone cement, composed of Dextran polymer and the current commercial poly(methyl methacrylate) bone cement, for use in orthopedic surgeries as bone filler. Acrylic cements were prepared by mixing the solid part (contains poly(methyl methacrylate), PMMA, benzoyl peroxide, BPO, and Barium sulfate, BaSO4) and the liquid part (contains methyl methacrylate, MMA, N,N-dimethyl-p-toluidine, DMPT, and hydroquinone) modified by addition of Dextran with different molecular weight (Mw ? 1.000, 5.000, 20.000, 40.000, 70.000, 500.000 g / gmole). The different samples of bone cements were prepared. For these bone cements, the total amount of solid including Dextran was varied but the Dextran amount was constant. The bone cements were characterized by measuring porosity, thermal and mechanical properties.The FTIR analysis was performed to identify interactions between PMMA and Dextran polymers in the bone cements. The surface and cross-section structures of the bone cements were examined by SEM.The model antibiotic, Vancomycin, was loaded into the bone cements during cement formation. The loading capacity was 100 mg per gram solid part for Vancomycin.The release of Vancomycin from bone cements were investigated at 37oC in tris buffer (pH 7.4) at perfect sink conditions.The results indicated that the proposed BCD40 bone cement (contains Mw ? 40.000 g/gmole Dextran) have potential application as replacements for the pure PMMA bone cements currently in use.Key words: Bone cement, PMMA, Dextran, Vancomycin release