سنتز پوش پليمري كيتوسان براي ايمپلنت هاي استخواني با قابليت رهايش هدفمند داروي جنتامايسين

Gentamicin-eluting chitosan bone implant coating with targeted drug release

در اين پژوهش پوشش پليمري كيتوسان براي ايمپلنت هاي استخواني با قابليت رهايش هدفمند داروي جنتامايسين به روش رسوب دهي الكتروفوريك توليد شد. پوشش با استفاده از محلول كيتوسان (0/5 گرم بر ليتر) در اسيد استيك و جنتامايسين، بر روي زير لايه فولاد زنگ نزني 316L تهيه شد. جهت دستيابي به زمان و ولتاژ مناسب فرايند، آزمايش اندازه گيري تغييرات pH، پناسيل زتا، وزن رسوب تشكيل شده بر روي زير لايه و هدايت الكتريكي محلول انجام شد. نتايج اين ازمايشات نشان داد كه شرايط مناسب براي رسوب دهي در ولتاژ 20 ولت و زمان 5 دقيقه به دست مي آيد. سپس رهايش داروي جنتامايسين از پوشش در زمان هاي مختلف توسط آزمايش اسپكتروفتومتري UV-VIS اندازه گيري شده و نرخ رهايش دارو بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه در ساعات اوليه رهايش انفجاري دارو به ميزان كمش مشاهده مي شود. جهت ارزيابي ميزان فعاليت جنتامايسين قرار گرفته در پوشش، باكتري E. Coli ATCC 11105 بر روي نمونه ها كشت داده شد كه كاهش چشم گير تعداد كلوني هاي تشكيل شده بر روي پوشش هاي حاوي جنتامايسين، بيانگر رهاشدن و فعال بودن اين دارو بوده كه نشان دهنده كارايي بالاي اين پوشش براي بر روي ايمپلنت هاي فلزي استخوان جهت ايجاد خاصيت ضدميكروبي و كاهش عفونت است.

In this study, targeted gentamicin eluting chitosan coating for bone implants using electrophoretic deposition was synthesized. Chitosan solution containing 0.5g/l chitosan in acetic acid and gentamicin was prepared and deposition was on 316L stainless steel substrates. To achieve the suitable time and voltage for the deposition, pH, zeta potential, weight of deposit and electrical conductivity was measured. Results showed that best deposition rate is at 20V and 5 minutes. Gentamicin release from coatings was measured using UV-VIS spectroscopy at 248nm. Burst release of gentamicin at first hours of was detected. To evaluate gentamicin antibacterial acitivity in the coating, E. Coli ATCC 11105 was cultivated on coatings which resulted in extreme reduction of colonies that showed the suitable deposition of drug in the coating and its activity. In conclusion gentamicin loaded coatings prepared by the method above can successfully be used as bone implant coatings to prevent infection by utilizing their antibacterial activity.