Актуальность разработки стоматологического in situ имплантата для применения в пострезекционной терапии (обзор)

Введение. Проблема обезболивания после хирургического вмешательства актуальна в современной стоматологии, так как контроль над болью является важной частью лечения. Помимо обезболивания, существуют и другие проблемы пострезекционной терапии – кровотечение из раны, воспалительный процесс. Современная стоматологическая практика не располагает системой направленной доставки или медицинским изделием анальгезирующего, противовоспалительного, анестезирующего или кровоостанавливающего действия, обеспечивающими высокую приверженность пациентов проводимой пострезекционной терапии.

Текст. Для решения данной проблемы может быть предложена разработка системы in situ, а именно имплантата – лекарственной формы, формирующейся непосредственно в месте введения, в альвеолярной лунке. Такая система направленной доставки обладает сразу несколькими преимуществами, к которым можно отнести: отсутствие необходимости в применении перевязочного медицинского материала; отсутствие риска вторичной контаминации; точность дозирования и таргетность доставки в локус поражения; высокую мукоадгезию системы к месту нанесения; длительность высвобождения активного ингредиента и другие. Целью обзора является обоснование возможности и актуальности разработки новой системы в форме in situ имплантата для применения в стоматологической пострезекционной практике. Исследование проводилось по основным базам публикаций (Scopus, Web of Science, PubMed и другие), а также в базе данных патентного поиска по материалам, опубликованным за период с 2000 года по настоящее время. В ходе исследования были описаны существующие на данный момент in situ системы для решения стоматологических проблем, которые могли бы служить прототипом систем для доставки обезболивающего вещества непосредственно в лунку зуба; полимеры, использующиеся для их создания и возможности высвобождения лекарственных веществ; а также приводится характеристика существующих лекарственных форм, применяющихся как местно, так и для оказания системного действия с целью обезболивания, в сравнении с системами in situ, которые имеют определенные достоинства и большой потенциал для развития.

Заключение. По результатам работы сделано заключение о возможности проведения фармацевтической разработки имплантатов in situ для стоматологического применения, а также выделены наиболее перспективные полимеры для осуществления фазового перехода в альвеолярной лунке.

1. Бибик И. В., Житина И. А., Бибик Е. Ю. Современные аспекты применения нестероидных противовоспалительных средств в стоматологической практике. Морфологический Альманах имени В. Г. Ковешникова. 2019;17(1):86–95.

2. Tihan G. T., Rău I., Zgârian R. G., Ghica M. V. Collagen-based biomaterials for ibuprofen delivery. Comptes Rendus Chimie. 2016;19(3):390–394. DOI: 10.1016/j.crci.2015.09.008.

3. Костина И. Н. Терапия послеоперационной боли в амбулаторной практике стоматолога. Проблемы Стоматологии. 2011;(2):27–29.

4. Овечкин А. М. Послеоперационная боль: состояние проблемы и современные тенденции послеоперационного обезболивания. Регионарная анестезия и лечение острой боли. 2015;9(2):29–39.

5. American Society of Anesthesiologists Task Force on Acute Pain Management. Practice guidelines for acute pain management in the perioperative setting: an updated report by the American Society of Anesthesiologists Task Force on Acute Pain Management. Anesthesiology. 2012;116(2):248–273. DOI: 10.1097/ALN.0b013e31823c1030.

6. Кузин А. В. Терапия постоперационного синдрома в хирургической стоматологии. Институт Стоматологии. 2018;3(80):90–93.

7. Parekh S., Gardener C., Ashley P. F., Walsh T. Intraoperative local anaesthesia for reduction of postoperative pain following general anaesthesia for dental treatment in children and adolescents. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2014;(12):CD009742. DOI: 10.1002/14651858.CD009742.pub2.

8. Hu D., Onel E, Singla N., Kramer W. G., Hadzic A. Pharmacokinetic profile of liposome bupivacaine injection following a single administration at the surgical site. Clinical Drug Investigation. 2013;33(2):109–115. DOI: 10.1007/s40261-012-0043-z.

9. Saraghi M., Hersh E. V. Three newly approved analgesics: an update. Anesthesia Progress. 2013;60(4):178–187. DOI: 10.2344/0003-3006-60.4.178.

10. Paudel K. S., Milewski M., Swadley C. L., Brogden N. K., Ghosh P., Stinchcomb A. L. Challenges and opportunities in dermal/ transdermal delivery. Therapeutic Delivery. 2010;1(1):109–131. DOI: 10.4155/tde.10.16.

11. Becker D. E. Pain management: Part 1: Managing acute and postoperative dental pain. Anesthesia Progress. 2010;57(2):67–79. DOI: 10.2344/0003-3006-57.2.67.

12. Hersh E. V., Moore P. A., Grosser T., Polomano R. C., Farrar J. T., Saraghi M., Juska S. A., Mitchell C. H., Theken K. N. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs and opioids in postsurgical dental pain. Journal of Dental Research. 2020;99(7):777–786. DOI: 10.1177/0022034520914254.

13. Moore P. A., Ziegler K. M., Lipman R. D., Aminoshariae A., Carrasco-Labra A., Mariotti A. Benefits and harms associated with analgesic medications used in the management of acute dental pain: An overview of systematic reviews. The Journal of the American Dental Association. 2018;149(4):256–265. DOI: 10.1016/j.adaj.2018.02.012.

14. Ткаченко Т. Б., Фархуллин А. И., Фархуллина А. С. Альтернативные методы местного обезболивания в стоматологии (обзор литературы). Вестник Новых Медицинских Технологий. 2020;14(6):24–29. DOI: 10.24411/2075-4094-2020-16759.

15. Hopkins K. A., Vike N., Li X., Kennedy J., Simmons E., Rispoli J., Solorio L. Noninvasive characterization of in situ forming implant diffusivity using diffusion-weighted MRI. Journal of Controlled Release. 2019;309:289–301. DOI: 10.1016/j.jconrel.2019.07.019.

16. Weiniger C. F., Golovanevski L., Domb A. J., Ickowicz D. Extended release formulations for local anaesthetic agents. Anaesthesia. 2012;67(8):906–916.

17. Vezeau P. J. Dental extraction wound management: medicating postextraction sockets. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 2000;58(5):531–537. DOI: 10.1016/s0278-2391(00)90016-8.

18. Shepherd S. D., O’Buckley S. C., Harrington J. M., Haines L. G., Rothrock G. D., Johnson L. M., Nackley A. G. A moldable sustained release bupivacaine formulation for tailored treatment of postoperative dental pain. Scientific Reports. 2018;8(12172):1–9. DOI: 10.1038/s41598-018-29696-w.

19. De Araújo D. R., Ribeiro L. N. M., de Paula E. Lipid-based carriers for the delivery of local anesthetics. Expert Opinion on Drug Delivery. 2019;16(7):701–714. DOI: 10.1080/17425247.2019.1629415.

20. Pandit A. P., Pol V. V., Kulkarni V. S. Xyloglucan based in situ gel of lidocaine HCl for the treatment of periodontosis. Journal of Pharmaceutics. 2016;2016:1–9. DOI: 10.1155/2016/3054321.

21. Davoudi A., Rismanchian M., Akhavan A., Nosouhian S., Bajoghli F., Haghighat A., Arbabzadeh F., Samimi P., Fiez A., Shadmehr E., Tabari K., Jahadi S. A brief review on the efficacy of different possible and nonpharmacological techniques in eliminating discomfort of local anesthesia injection during dental procedures. Anesthesia, Essays and Researches. 2016;10(1):13–16. DOI: 10.4103/0259-1162.167846.

22. Etikala A., Tattan M., Askar H., Wang H. L. Effects of NSAIDs on Periodontal and Dental Implant Therapy. Compendium of Continuing Education in Dentistry. 2019;40(2):e1–e9.

23. Pergolizzi J. V., Magnusson P., LeQuang J. A., Gharibo C., Varrassi G. The pharmacological management of dental pain. Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2020;21(5):591–601. DOI: 10.1080/14656566.2020.1718651.

24. Матюшкин А. И., Иванова Е. А. Эффективность, безопасность и фармакокинетические характеристики нестероидных противовоспалительных препаратов в лекарственных формах для наружного применения (обзор). Химико-фармацевтический журнал. 2021;55(5):490–493. DOI: 10.1007/s11094-021-02446-5.

25. Турнаева Е. А. Современный взгляд на лечение постэкстракционного альвеолита в хирургической стоматологической практике. Международный студенческий научный вестник. 2018;(1):38.

26. Иорданишвили А. К., Пономарёв А. А., Музыкин М. И., Сериков А. А., Жмудь М. В., Гук В. А., Лысков Н. В., Коровин Н. В., Балин Д. В., Самсонов В. В., Холод Р. Н., Лобейко В. В., Заборовский К. А., Солдатов С. В., Пирожинский В. В., Амро А., Лыкова И. В. Сравнительная оценка эффективности средств для лечения альвеолита. Институт Стоматологии. 2017;1(74):51–53.

27. Mathew A., Lee S., Ha W., Nagendrababu V., Rossi-Fedele G. Microbial contamination comparison between cotton pellet and polytetrafluoroethylene tape endodontic spacers: A Systematic Review. European Endodontic Journal. 2021;6(2):143–150. DOI: 10.14744/eej.2021.52244.

28. Tihan G, Ungureanu С., Barbaresso R. C., Zgãrian R. G., Rău I., Meghea A., Albu Kaya M. G., Ghica M. V. Chloramphenicol collagen sponges for local drug delivery in dentistry. Comptes Rendus Chimie. 2015;18(9):986–992. DOI: 10.1016/j.crci.2015.06.004.

29. Ioan D.-C., Rău I., Albu Kaya M. G., Radu N., Bostan M., Zgârian R. G., Tihan G. T., Dinu-Pîrvu C. E., Lupuliasa A., Ghica M. V. Ciprofloxacin-Collagen-Based materials with potential oral surgical applications. Polymers. 2020;12(9):1915. DOI: 10.3390/polym12091915.

30. Imhof C., Schlösser L., Stiefel N., Wüest M. Collagen Sponge. European patent EP3034103A1. 2016 Jun. 2022. Available at: https://patents.google.com/patent/EP3034103A1/en. Accessed: 05.11.2021.

31. Felician F. F., Xia C., Qi W., Xu H. Collagen from Marine Biological Sources and Medical Applications. Chemistry & Biodiversity. 2018;15(5):e1700557. DOI: 10.1002/cbdv.201700557.

32. Kanwar N., Sinha V. R. In situ forming depot as sustained-release drug delivery systems. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems. 2019;36(2):93–136. DOI: 10.1615/CritRevTherDrugCarrierSyst.2018025013.

33. Wanasathop A., Murawsky M., Li S. K. Modification of small dissolution chamber system for long-acting periodontal drug product evaluation. International Journal of Pharmaceutics. 2022;618:121646. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2022.121646.

34. Сурья Н., Бхаттачарья С. PLGA – перспективный полимер для доставки лекарственных средств. Фармация и Фармакология. 2021;9(5):334–345. DOI: 10.19163/2307-9266-2021-9-5-334-345.

35. Ding D., Zhu Q. Recent advances of PLGA micro/nanoparticles for the delivery of biomacromolecular therapeutics. Materials Science & Engineering: C. 2018;92:1041–1060. DOI: 10.19163/2307-9266-2021-9-5-334-34510.1016/j.msec.2017.12.036.

36. Nair L., Laurencin C. Biodegradable Polymers as Biomaterials. Progress in Polymer Science. 2007;32:762–798. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2007.05.017.

37. Kapoor D. N., Bhatia A., Kaur R., Sharma R., Kaur G., Dhawan S. PLGA: a unique polymer for drug delivery. Therapeutic Delivery. 2015;6(1):41–58. DOI: 10.4155/tde.14.91.

38. Sheshala R., Hong G. C., Yee W. P., Meka V. S., Thakur R. R. S. In situ forming phase-inversion implants for sustained ocular delivery of triamcinolone acetonide. Drug Delivery and Translational Research. 2019;9(2):534–542. DOI: 10.1007/s13346-018-0491-y.

39. Bode C., Kranz H., Siepmann F., Siepmann J. In-situ forming PLGA implants for intraocular dexamethasone delivery. International Journal of Pharmaceutics. 2018;548(1):337–348. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2018.07.013.

40. Kamali H., Khodaverdi E, Hadizadeh F, Mohajeri S. A. In-vitro, ex-vivo, and in-vivo evaluation of buprenorphine HCl release from an in situ forming gel of PLGA-PEG-PLGA using N-methyl-2-pyrrolidone as solvent. Materials Science and Engineering: C. 2019;96:561–575. DOI: 10.1016/j.msec.2018.11.058.

41. Zhang Q., Fassihi R. Release rate determination from in situ gel forming PLGA implant: a novel ‘shape-controlled basket in tube’ method. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2020;72(8):1038–1048. DOI: 10.1111/jphp.13277.

42. Do M. P., Neut C., Delcourt E., Seixas Certo T., Siepmann J., Siepmann F. In situ forming implants for periodontitis treatment with improved adhesive properties. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2014;88(2):342–350. DOI: 10.1016/j.ejpb.2014.05.006.

43. Kilicarslan M., Koerber M., Bodmeier R. In situ forming implants for the delivery of metronidazole to periodontal pockets: formulation and drug release studies. Drug Development and Industrial Pharmacy. 2014;40(5):619–624. DOI: 10.3109/03639045.2013.873449.

44. Agossa K., Delepierre A., Lizambard M., Delcourt-Debruyne E., Siepmann J., Siepmann F., Neut C. In-situ forming implants for dual controlled release of chlorhexidine and ibuprofen for periodontitis treatment: Microbiological and mechanical key properties. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2020;60:101956. DOI: 10.1016/j.jddst.2020.101956.

45. Тимченко Т. В., Погорелый В. Е., Воронков А. В., Макарова Л. М., Щербакова Л. И., Компанцев В. А., Медвецкий А. И., Платонова А. Ю. Экспериментальное изучение антитромбоцитарной активности микрочастиц пентоксифиллина на основе поли-DL-лактид-ко-гликолида в сравнении с пентоксифиллином. Фармация и фармакология. 2019;7(2):97–104. DOI: 10.19163/2307-9266-2019-7-2-97-104.

46. Paillard-Giteau A, Tran V. T., Thomas O., Garric X., Coudane J., Marchal S., Chourpa I., Benoît J. P., Montero-Menei C. N., Venier-Julienne M. C. Effect of various additives and polymers on lysozyme release from PLGA microspheres prepared by an s/o/w emulsion technique. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2010;75(2):128–136. DOI: 10.1016/j.ejpb.2010.03.005.

47. Houchin M. L., Topp E. M. Chemical degradation of peptides and proteins in PLGA: a review of reactions and mechanisms. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2008;97(7):2395–2404. DOI: 10.1002/jps.21176.

48. Hasnain M. S., Kiran V., Kurakula M., Rao G. K., Tabish M., Nayak A. K. Use of alginates for drug delivery in dentistry. Alginates in Drug Delivery. 2020:387–404. DOI: 10.1016/B978-0-12-817640-5.00015-7.

49. Bernkop-Schnürch A., Dünnhaupt S. Chitosan-based drug delivery systems. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2012;81(3):463–469. DOI: 10.1016/j.ejpb.2012.04.007.

50. Okur N. Ü., Yağcılar A. P., Siafaka P. I. Promising polymeric drug carriers for local delivery: The Case of in situ Gels. Current Drug Delivery. 2020;17(8):675–693. DOI: 10.2174/1567201817666200608145748.

51. Bansal M., Mittal N., Yadav S. K., Khan G., Gupta P., Mishra B., Nath G. Periodontal thermoresponsive, mucoadhesive dual antimicrobial loaded in-situ gel for the treatment of periodontal disease: Preparation, in-vitro characterization and antimicrobial study. Journal of Oral Biology and Craniofacial Research. 2018;8(2):126–133. DOI: 10.1016/j.jobcr.2017.12.005.

52. Загорулько Е. Ю., Караваева А. С. Подходы к выбору вспомогательных веществ для геля стоматологического с цетилпиридиния хлоридом. Фармация и Фармакология. 2021;9(1):54–63. DOI: 10.19163/2307-9266-2021-9-1-54-63.

53. Bakhrushina E., Anurova M., Demina N., Kashperko A., Rastopchina O., Bardakov A., Krasnyuk I. Comparative study of the mucoadhesive properties of polymers for pharmaceutical use. Open Access Macedonian Journal of Medical Sciences. 2020;8(А):639–645. DOI: 10.3889/oamjms.2020.4930.

54. Suh M. S., Kastellorizios M., Tipnis N., Zou Y., Wang Y., Choi S., Burgess D. J. Effect of implant formation on drug release kinetics of in situ forming implants. International Journal of Pharmaceutics. 2021;592:120105. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.120105.

55. Robinson M. R., Burke J. A., Schiffman R. M., Ghebremeskel A. N. Intracameral sustained release therapeutic agent implants. United States patent US10278919B2. 2014 Feb. 11. Available at: https://patents.google.com/patent/US10278919B2/en. Accessed: 05.11.2021.

56. Robinson M. R., Burke J. A., Liu H., Orilla W. C., Spada L. T., Whitcup S., Ghebremskel A. N., Hughes P. M., Xu K., Do M. M. Intraocular sustained release drug delivery systems and methods for treating ocular conditions. United States patent US20100247606A1. 2010 Sep. 30. Available at: https://patents.google.com/patent/US20100247606A1/en?oq=US2010%2f0247606A1. Accessed: 05.11.2021.

57. Norton R., Watkins A., Zhou M. Injectable flowable composition comprising buprenorphine. United Kingdom patent GB2513267A. 2014 Oct. 22. Available at: https://patents.google.com/patent/GB2513267A/en?oq=GB+2513267+A. Accessed: 05.11.2021.

58. Vigani B., Rossi S., Sandri G., Bonferoni M. C., Caramella C. M., Ferrari F. Recent advances in the development of in situ gelling drug delivery systems for non-parenteral administration routes. Pharmaceutics. 2020;12(9):859. DOI: 10.3390/pharmaceutics12090859.

59. Rossi S., Marciello M., Bonferoni M. C., Ferrari F., Sandri G., Dacarro C., Grisoli P., Caramella, C. Thermally sensitive gels based on chitosan derivatives for the treatment of oral mucositis. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2010;74(2):248–254. DOI: 10.1016/j.ejpb.2009.10.003.

60. Vigani B., Faccendini A., Rossi S., Sandri G., Bonferoni M. C., Gentile M., Ferrari F. Development of a mucoadhesive and in situ gelling formulation based on κ-Carrageenan for application on oral mucosa and esophagus walls. I. A Functional In Vitro Characterization. Marine Drugs. 2019;17(2):112. DOI: 10.3390/md17020112.

61. Sandri G., Bonferoni M. C., Ferrari F., Rossi S., Del Fante C., Perotti C., Gallanti A., Caramella C. An in situ gelling buccal spray containing platelet lysate for the treatment of oral mucositis. Current Drug Discovery Technologies. 2011;8(3):277–285. DOI: 10.2174/157016311796799017.

62. Kassem A. A., Ismail F. A., Naggar V. F., Aboulmagd E. Comparative study to investigate the effect of meloxicam or minocycline HCl in situ gel system on local treatment of periodontal pockets. AAPS PharmSciTech. 2014;15(4):1021–1028. DOI: 10.1208/s12249-014-0118-7.

63. Phaechamud T., Setthajindalert O. Cholesterol in situ forming gel loaded with doxycycline hyclate for intra-periodontal pocket delivery. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2017;99:258–265. DOI: 10.1016/j.ejps.2016.12.023.

64. Chantadee T., Santimaleeworagun W., Phorom Y., Chuenbarn T., Phaechamud T. Vancomycin HCl-loaded lauric acid in situ-forming gel with phase inversion for periodontitis treatment. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2020;57:101615. DOI: 10.1016/j.jddst.2020.101615.

65. Yehia S. A., Halim S. A. A., Aziz M. Y. Polymeric and non polymeric injectable in-situ forming implant systems for sustained delivery of lornoxicam: in vitro and in vivo evaluation. Current Drug Delivery. 2018;15(8):1193–1203. DOI: 10.2174/1567201815666180320101125.