CC BY
11СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НОВЫХ ОСТЕОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ
Акбаров Авзал Нигматуллаевич Зиядуллаева Нигора Саидуллаевна
Ташкентский государственный стоматологический институт
Проведены три серии экспериментов и определены летальные дозы нового остеопластического материала 47,5 В при внутрибрюшинном и внутрижелудочном пути введения препарата лабораторным животным. Также проведена сравнительная оценка с Биоактивным стеклом BG-1D. Обнаружено, что LD50 47,5В составила 4274,51:4770,58 мг/кг при внутрижелудочном введении и 2358,31:2895,65 мг/кг при внутрибрюшинном введении крысам. У животных, получавших Биоактивное стекло BG-1D, этот показатель незначительно изменялся, составив 3439,04:3810,53 мг/кг и 1732,77:2730,93 мг/кг соответственно. Таким образом, согласно классификации веществ по степени токсичности данные материалы можно отнести к практически нетоксическим веществам (по результатам внутрибрюшинного ведения суспензии веществ крысам и мышам) и к малотоксичным веществам (по результатам внутрижелудочного введения суспензии веществ крысам).
Ключевые слова: остеопластический материал, полулетальная доза, острая токсичность.
COMPARATIVE ASSESSMENT OF NEW OSTEOPLASTIC MATERIALS FROM THE RESULTS OF
STUDIES OF ACUTE TOXICITY
Three series of experiments were carried out and lethal doses of the new osteoplastic material 47.5 V were determined by the intraperitoneal and intragastric injection of the matherial to laboratory animals. A comparative evaluation with Bioactive glass BG-1D was also carried out. It was found that the LD50 of 47,5B was 4274.51:4770.58 mg/kg for intragastric injection and 2358.31:2895.65 mg/kg for intraperitoneal injection to rats. In animals was getting Bioactive glass BG-1D, these indicators changed slightly, amounting to 3439.04:3810.53 mg/kg and 1732.77:2730.93 mg/kg, respectively. Thus, according to the classification of substances according to the degree of toxicity, these materials can be attributed to practically non-toxic substances (according to the results of intraperitoneal injection of the material suspension to rats and mice) and to low-toxic substances (according to the results of intragastric injection of the material suspension to rats).
Key words: osteoplastic material, median lethal dose, acute toxicity.
УТКИР ЗАХДРЛИЛИГИНИ УРГАНИШ НАТИЖАЛАРИГА КУРА ЯНГИ ОСТЕОПЛАСТИК МАТЕРИАЛЛАРНИ ЦИЁСИЙ БАХОЛАШ
Лаборатория хайвонларига цорин ичи ва меъда ичи йули билан юборилган холда янги 47.5 В остеопластик материалининг уч цатор тажрибалари утказилиб, летал дозалари аницланган . Шунингдек, биофаол шишг BG-1D билан хам циёсий бахолаш амалга оширилди. Бунда 47,5Внинг ЛД50 каламушларга меъда ичи юборилган холда 4274.51:4770.58 мг/кг, ва каламушларга интраперитонеал йуналишида юборилган холда 2358.31:2895.65 мг/кг ташцил цилди. Биофаол шиша BG-^ни кабул килган хайвонларда ушбу курсаткичлар бир оз узгарган равишда, 3439.04:3810.53 мг/кг ва 1732.77:2730.93 мг/кг мос келди. Шундай цилиб, захарлилик даражасига кура моддалар таснифи буйича ушбу материаллар деярли захарли булмаган моддалар (меъда ичи юборилиши натижаларига кура) ва паст захарли моддалар (цорин ичи юборилиши натижаларига кура) цаторига киритилиши мумкин.
Калит сузлар: остеопластик материал, яримлетал доза, уткир захарлилик.
Замещение костной ткани при больших и средних дефектах, возникающих в результате травм, дегенеративных патологий и удаления опухолей, до сих пор
считается одной из главных клинических задач нашего времени. Поэтому в последние годы наблюдается значительный рост спроса на костные трансплантаты [2, 3, 4, 11].
До сих пор среди всех доступных синтетических материалов, используемых в производстве костных трансплантатов (например, полимеров, керамики и композитов), несомненно, у биоактивных стекол (БС) достоинств оказалось больше по биосовместимости и механическим свойствам [6,7, 13]. Оптимальными они оказались и в качестве основы для изготовления трехмерных (3D) скаффолдов - продуктов костнотканевой инжененрии [8, 9, 14]. Разработка новых биоактивных материалов для использования в качестве основы скаффолдов, отвечающих всем требованиям, является актуальной задачей тканевой инженерии [1, 5, 10,12].
Цель исследования. Целью доклинических токсикологических исследований нового силикатного стекла 47,5В является установление характера и выраженности его повреждающего действия на организм экспериментальных животных, сравнение его с биаоктивным стеклом BG-1D отечественного производства и оценка безопасности для дальнейшего использования в качестве остеопластического материала.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования явилось силикатное стекло (47.5 Si02-10 Na2O-10 K2O-10 MgO-20 CaO-2.5 P2O5 моль.%), первоначально разработаное Verne и соавторами в Политехническом институте Торино (Италия).
Для изучения острой токсичности были использованы 72 половозрелые крысы -самцы с исходной массой 160-188 г и 30 половозрелых мышей - самцов с исходной массой 20-23 г. Животные проходили карантин и акклиматизацию в условиях вивария в течение 14 дней. Все животные содержались в одинаковых условиях и на обычном рационе.
Для оценки острой токсичности провели 3 серии опытов. Животным опытных групп вводили остеопластический материал 47,5 В (белый мелкокристаллический порошок, без запаха, умеренно растворимый в воде), в виде водной суспензии:
1) путем однократного внутрижелудочного введения крысам в дозах: 4000, 4100, 4250, 4500, 4750 и 5000 мг/кг. Суспензию, приготовленную ex tempore на основе 1% раствора картофельного крахмала (1 г порошка картофельного крахмала растворяли в 100 мл дистиллированной воды), вводили per os с помощью специальной металлической трубочки.
2) путем однократного внутрибрюшинного введения крысам раствора вещества в дозах 1500, 2000, 2250, 2500, 2750 и 3000 мг/кг.
3) путем однократного внутрибрюшинного введения мышам раствора вещества в дозах 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5/20 г. С целью приготовления суспензии 1 г остеопластического материала растворяли в 9 мл физ. раствора и клали на 1 сутки в термостат при температуре 37оС. Через 24 часа данную суспензию пропускали через фильтр и выделенный раствор вводили половозрелым мышам-самцам внутрибрюшинно.
В каждой серии опытов животные рандомным методом были разделены на шесть групп, используя в качестве критерия массу тела. Каждая экспериментальные группа, в свою очередь, состояла из 6 животных.
За общим состоянием лабораторных животных наблюдение велось ежечасно в течении первых суток, и один раз в сутки в течение последующего времени эксперимента (13 дней). Средняя смертельная доза материала (ЛД50) была рассчитана методом пробит-анализа, с использованием программы StatPlus (2009 г).
Исследования выполняли в полном соответствии с «Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая» (2012).
Эксперименты на животных проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской Конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and other Scientific Purposes (ETS 123). Strasbourg, 1986).
Полученные результаты исследования статистически обрабатывали с помощью пакета программного обеспечения Biostat 2009.
Результаты исследований и их обсуждение. Изучение острой токсичности биоактивного стекла 47,5 В путем внутрижелудочного введения раствора было проведено на 36 половозрелых крысах-самцах. Наблюдение за экспериментальными животными проводилось на протяжении 14 суток.
В ходе изучения острой токсичности остеопластических материалов 47,5В нами были выявлены некоторые изменения в ряде физиологических показателей особей подопытных групп. В зависимости от дозы введённого препарата в различной степени отмечалось снижение двигательной активности крыс и мышей, уменьшение потребления пищи и воды, учащение дыхания и усиление потоотделения. У животных, получавших препарат в максимальных дозах, отмечались признаки угнетения ЦНС, незначительное снижение реакции на тактильные, болевые, звуковые и световые раздражители, снижение массы тела. Сроки гибели крыс находились в прямой зависимости от дозы введенного остеопластического материала. Первыми погибли животные, получившие максимальное количество вещества. Гибель первых животных, получивших препарат 47,5В в максимальной дозе, наблюдалась на 6 сутки, а последние животные, получавшие вещество, пали на 10-й день эксперимента. У оставшихся животных состояние было удовлетворительным.
В группах экпериментальных животных, получавших BG-1D, первыми пали животные, получавшие максимальные дозы вещества, к исходу 2-го дня после введения BG-1D, а последняя гибель животных наблюдалась на 8-е сутки эксперимента.
В группах из 6 животных, получавших раствор в концентрации 4100 мг/кг - 1 особь погибла, 4250 мг/кг - 3 особи, 4500 мг/кг - 4, 4750 мг/кг - тоже 4 особи и в группе животных, получавших раствор в концентрации 5000 мг/кг погибли все 6 особей (Рис.1).
В опытных группах животных, которым вводились меньшие дозы раствора вещества (4000-4250 мг/кг), поведение особей не менялось по сравнению с первоначальным.
Рис 1.
Результаты внутрижелудочного введения суспензии препарата 47,5В
10 0
Количество погибших..
Количество погибших особей в группе
При расчёте полулетальной дозы вещества 47,5В LD50 составила 4522,92 (4274,51:4770,58) мг/кг, что позволяет отнести данное вещество к малотоксичным веществам. Вещество BG-1D также относится к малотоксичным веществам по
результатам расчёта полулетальной дозы LD50 в аналогичной серии экпериментов, которая составила 3625,03 (3439,04:3810,53) мг/кг.
Во второй серии опытов изучение острой токсичности биоактивного стекла 47,5 В осуществлялось путем внутрибрюшинного введения раствора 36 половозрелым крысам-самцам.
Гибель первых животных после внутрибрюшинного введения материала 47,5В в максимальной дозе наблюдалась на 3 сутки, а последних животных - на 8-й день эксперимента.
В группах из 6 животных, получавших раствор в концентрации 2000 и 2250 мг/кг -погибло по 1 особи, 2500 мг/кг - погибли 2 особи, 2750 мг/кг - 4 и в группе животных, получавших раствор в концентрации 3000 мг/кг погибли все 6 особей (Рис.2).
При осмотре места внутрибрюшинного введения суспензии порошка у животных не выявлено отека, гиперемии и структурных нарушений в прилегающих тканях. Эти данные позволяют предполагать отсутствие у 47,5 В местного раздражающего действия.
В группах экпериментальных животных, получавших BG-1D в такой же серии опытов, первые животные пали к исходу 5-го дня после введения BG-1D, а последняя гибель животных наблюдалась на 10-е сутки эксперимента.
В данной серии экспериментов при расчёте полулетальной дозы материала 47,5В LD50 составила 2626,98 (2358,31:2895,65) мг/кг, а LD50 материала BG-1D составила 2231,85 (1732,77:2730,93) мг/кг.
Рис.2
Результаты внутрибрюшинного введения суспензии препарата 47,5В
10
Количество погибших особей в группе
2500
2750
3000
0
В ходе третьей серии опытов проводимых путем внутрибрюшинного введения суспензии материалов 47, В и BG-1D 30 половозрелым мышам-самцам ни одна особь в 5 группах из 6 животных не погибла.
Выводы. Результаты расчёта полулетальных доз изучаемого нами остеопластического материала 47,5В и сравниваемого с ним BG-1D не выявили значительных различий. Таким образом, согласно классификации веществ по степени токсичности их можно отнести к малотоксичным веществам (по результатам внутрижелудочного введения раствора веществ крысам) и к практически нетоксическим веществам (по результатам внутрибрюшинного ведения раствора веществ крысам и мышам).
ЛИТЕРАТУРА:
1. Хабилов Н.Л., Зиядуллаева Н.С., Хабилов Д.Н., Буронов Б.Т. Сравнительный анализ биоматериалов, предначенных для остеозамешения. Journal of Medicine Innovations. 2021; 1: Р. 72-77
2. Dilshat U. Tulyaganov, Avzal Akbarov, Nigora Ziyadullaeva, Bekhzod Khabilov, and
Francesco Baino* Injectable bioactive glass-based pastes for potential use in bone tissue repair. Biomed. Glasses 2020; 6: Р. 23-33
3. Акбаров А.Н., Зиядуллаева Н.С., Хабилов Б.Н., Усмонов Ф.К., Рахманов А.Х. Доклиническое токсикологическое исследование пастообразного остеозамещающего материала. Сучасш проблеми фармакотерапп I призначення лшарських засобiв. 12-13 марта 2020 г. Харьков т. 2, с. 110
4. Х.Т.Агзамходжаева, Ш.Я.Мирзаахмедов, М.С.Ташмухамедов. Исследования острой токсичности препарата Бакагин на лабораторных мышах. Узбекистон фармацевтик хабарномаси №4, 2018. С. 84-87.
5. И. А. Базиков, Э. В. Бейер, В. В. Лукинова, А. Н. Мальцев. Сравнительная оценка острой токсичности доксорубицина и его ниосомальной формы. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2015. Т. 10. № 3. С. 403-406.
6. В. В. Багметова, Л. И. Бугаева, И. Н. Тюренков, Е. А. Кузубова. Изучение острой токсичности цитрокарда —Нового производного фенибута с кардио- и нейропротекторным действием. Вестник ВолгГМУ. Выпуск 1 (61). 2017. С. 33-35.
7. А.Н.Миронов. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть 1. — Москва. 2012. — 944 с.
8. А.Н.Миронов. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунобиологические лекарственные препараты) Часть 2. -Москва. 2012. — 536 с.
9. Е.С.Юркевич, И.И.Ильюкова, О.А.Борис, В.А.Грынчак. Определение острой токсичности (химической продукции и их смесей) при внутрижелудочном поступлении. Минск. 2015. - 34 с.
10. J. Shetty Akhila, Shyamjith, Deepa, M.C.Alwar. Acute toxity studies and determination of median letal dose. Current science. VOL.93, №7. 2007, Р. 917-920.
11. Khegay L.N., Niyazova Z.A. Study of mutagenic and immunological activity of a cover dressing for the treatment of penetrating eye injuries on in vitro experiment //American Journal of Medicine and Medical Sciences. USA, 2020. - 10(7). - Р. 534-538.
12. Niyazova Z.A., Gulyamov S.S., Ganieva U., Khegay L.N., Kayumov A.A. Organization of medical care for patients with eye injuries // International Journal of Pharmaceutical Research. India, 2020. - Vol 12. - Issue 4. - Р. 635-641
13. Сыдиков А.А., Турсунов Э.А., Хегай Л.Н., Ниязова З.А. Результаты патоморфологической оценки эффективности применения пленочного биопокрытия «Novacel Ziyo» в терапии проникающих ранений глаз //Re-Health Journal.-Андижан, 2020.- №3, часть 2.- С.136-145. ISSN-2181-0443.
14. Salakhiddinov K.Z., Alekseyev А.А., Niyazova Z.A., Kilichev M.R. Current aspects in the treatment of burn wounds //Вопросы науки и образования Россия, 2020. - №13 (97). - С. 93-98.
