Высвобождение цисплатина из биоинертных матриц в смеси с гидроксиапатитом
В.К. Крутько1, Л.Ю. Маслова1, В.А. Сучек2, О.Н. Мусская1, А.И. Кулак1
1 ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
2 НП ООО «Медбиотех»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.922
Оригинальная статья
Аннотация: Исследована динамика высвобождения цисплатина и его смесей с гидроксиапатитом из биоинертных матриц на основе углеродного войлока и полиэтилена. Изменение соотношения слоев полиэтилена и углеродного войлока в матрицах оказывало влияние на объемную концентрацию введенного цисплатина и продолжительность его высвобождения. Диффузия цисплатина из образцов ограничивалась количеством слоев полиэтилена. После кристаллизации при 800°С фазовый состав гидроксиапатита-α представлен 65% гидроксиапатита и 35% α- трикальцийфосфата, а гидроксиапатит- αβ состоит из 50% гидроксиапатита, 35% α- и 15% β — трикальцийфосфата. Длительное высвобождение цисплатина в течение 44 суток наблюдалось в матрицах с 2-3 слоями углеродного войлока и 3-4 слоями полиэтилена и замедлялось до 58 суток при использовании смесей с гидроксиапатитом. Введение в матрицу смесей гидроксиапатит / цисплатин с различным содержанием гидроксиапатита и α- / β-трикальцийфосфатов замедляло высвобождение цисплатина на 14 суток и составило 58 суток за счет сорбции и/или связывания цисплатина с фосфатами кальция.
Ключевые слова: цисплатин, гидроксиапатит, трикальцийфосфат, углеродный войлок, биоинертная матрица, высвобождение
- Крутько Валентина Константиновна – к.х.н., доцент, заведующий лабораторией фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
- Маслова Любовь Юрьевна – младший научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
- Сучек Валерия Александровна – химик-технолог лаборатории по разработке и запуску композиционных материалов, НП ООО «Медбиотех»
- Мусская Ольга Николаевна – к.х.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
- Кулак Анатолий Иосифович – академик НАН Беларуси, д.х.н., профессор, директор, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
Ссылка на статью:
Крутько, В.К. Высвобождение цисплатина из биоинертных матриц в смеси с гидроксиапатитом / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, В.А. Сучек, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 922-932. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.922.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Furue, H. Chemotherapy cancer treatment during the past sixty years / H. Furue // Japanese Journal of Cancer and Chemotherapy. – 2003. – V. 30. – I. 10. – P. 1404-1411.
2. Hryniuk, W.M. Applications of dose intensity to problems in chemotherapy of breast and colorectal cancer / W.M. Hryniuk, A. Figueredo, M. Goodyear // Seminars in Oncology. – 1987. – V. 14. – I. 4. – Suppl. 4. – P. 3-11.
3. Undevia, S.D. Pharmacokinetic variability of anticancer agents / S.D. Undevia, G. Gomez-Abuin, M.J. Ratain // Nature Reviews Cancer. – 2005. – V. 5. – I. 6. – P. 447-458. DOI: 10.1038/nrc1629.
4. Veselov, V.V. Targeted delivery methods for anticancer drugs / V.V. Veselov, A.E. Nosyrev, L. Jicsinszky et al. // Cancers (Basel). – 2022. – V. 14. – I. 3. – Art. № 622. – 28 p. DOI: 10.3390/cancers14030622.
5. Dasari, S. Cisplatin in cancer therapy: molecular mechanisms of action / S. Dasari, P.B. Tchounwou // European Journal of Pharmacology. – 2014. – V. 740. – P. 364-378. DOI: 10.1016/j.ejphar.2014.07.025.
6. Крутько, В.К. Формирование биомиметического апатита на кальцийфосфатной пенокерамике в стандартном и бескарбонатном модельных растворах / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 982-991. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.982.
7. Olton, D. Nanostructured calcium phosphates (NanoCaPs) for non-viral gene delivery: influence of the synthesis parameters on transfection efficiency / D. Olton, J. Li, M.E. Wilson et al. // Biomaterials. – 2007. – V. 28. – I. 6. – P. 1267-1279. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2006.10.026.
8. Крутько, В.К. Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 791-799. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.791.
9. Fujisaki, J. Osteotropic drug delivery system (ODDS) based on bisphosphonic prodrug. V. Biological disposition and targeting characteristics of osteotropic estradiol / J. Fujisaki, Y. Tokunaga, T. Takahashi et al. // Biological and Pharmaceutical Bulletin. – 1997. – V. 20. – I. 11. – P. 1183-1187. DOI: 10.1248/bpb.20.1183.
10. Miguel, de L. Osteotropic polypeptide nanoparticles with dual hydroxyapatite binding properties and controlled cisplatin delivery / L. de Miguel, I. Popa, M. Noiray et al. // Pharmaceutical Research. – 2015. – V. 32. – I. 5. – P. 1794-1803. DOI: 10.1007/s11095-014-1576-z.
11. Lai, Y.-L. Electrochemical deposition of cisplatin on pure magnesium / Y.-L. Lai, C.-C. Lin, S.-R. Hsu, S.- K. Yen // Journal of The Electrochemical Society. –2018. – V. 165. – № 5. – P. D196-D205. DOI: 10.1149/2.0501805jes.
12. Saber-Samandari, S. The effective role of hydroxyapatite based composites in anticancer drug delivery systems / S. Saber-Samandari, N. Nezafati, S. Saber-Samandari // Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems. – 2016. – V. 33. – I. 1. – P. 41-75. DOI: 10.1615/CritRevTherDrugCarrierSyst.v33.i1.30.
13. Benedetti, M. Adsorption of the cis-[Pt(NH3)2(P2O7)](2-) (phosphaplatin) on hydroxyapatite nanocrystals as a smart way to selectively release activated cis-[Pt(NH3)2Cl2] (cisplatin) in tumor tissues / M. Benedetti, F. De Castro, A. Romano et al. // Journal of Inorganic Biochemistry. – 2016. – V. 157. – P. 73-79. DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2016.01.019.
14. Marcato, P.D. Cisplatin properties in a nanobiotechnological approach to cancer: a mini-review / P.D. Marcato, W.J. Fávaro, N. Durán // Current Cancer Drug Targets. – 2014. – V. 14. – I. 5. – P. 458-476. DOI: 10.2174/1568009614666140508154020.
15. Gao, L. The improved antitumor efficacy of continuous intratumoral chemotherapy with cisplatin-loaded implants for the treatment of sarcoma 180 tumor-bearing mice / L. Gao, S. Cai, A. Cai et al. // Drug Delivery. – 2019. – V. 26. – I. 1. – P. 208-215. DOI: 10.1080/10717544.2019.1574938.
16. Shikanov, A. Cisplatin tumor biodistribution and efficacy after intratumoral injection of a biodegradable extended release implant / A. Shikanov, S. Shikanov, B. Vaisman et al. // Chemotherapy Research and Practice. – 2011. – V. 2011. – I. 1. – Art. № 175054. – 9 p. DOI: 10.1155/2011/175054.
17. Пат. 21881 Республика Беларусь, МПК A 61L 27/40. Углеволокнистый композиционный материал для устранения дефектов мягких тканей / Дубкова В.А.; заявитель и патентообладатель Дубкова В.А. – заявл. 18.11.14; опубл. 30.04.18. –9 с.
18. Крутько, В.К. Кальцийфосфатная пенокерамика, полученная обжигом порошковой смеси гидроксиапатит–монокальцийфосфат моногидрат / В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская и др. // Стекло и керамика. – 2021. – Вып. 12. – С. 15-21.
19. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). – Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2. – 01.07.2024.
20. Barroug, A. Interactions of cisplatin with calcium phosphate nanoparticles: in vitro controlled adsorption and release / A. Barroug, L.T. Kuhn, L.C. Gerstenfeld, M.J. Glimcher // Journal of Orthopaedic Research. – 2004. – V. 22. – I. 4. – P. 703-708. DOI: 10.1016/j.orthres.2003.10.016.
21. Barroug, A. Hydroxyapatite crystals as a local delivery system for cisplatin: adsorption and release of cisplatin in vitro / A. Barroug, M.J. Glimcher // Journal of Orthopaedic Research. – 2002. – V. 20. – I. 2. – P. 274-280. DOI: 10.1016/S0736-0266(01)00105-X.