Influence of polymeric coatings on nanostructured TiO2 on drug release

Infekcje bakteryjne stanowią jedną z głównych przyczyn złej integracji implantów ortopedycznych i dentystycznych. Obiecującym rozwiązaniem tego problemu mogą być implanty o powierzchni zmodyfikowanej lekiem, z których jest on uwalniany wprost do miejsca przeznaczenia. Taki domiejscowy system podawania leku może okazać się skuteczniejszy i bezpieczniejszy w porównaniu do konwencjonalnych terapii. W kontekście implantów ortopedycznych coraz większym zainteresowaniem cieszy się pokrywanie tytanu cienką warstwą tlenku, co poprawia jego biokompatybilność, właściwości mechaniczne i odporność korozyjną. Z kolei stosując technikę elektrochemicznego utleniania metalu, można otrzymać nanostruktury, które mogą również pełnić funkcję rezerwuarów dla różnego rodzaju leków. W związku z tym, w niniejszej pracy zbadano wpływ pokryć polimerowych nanostrukturalnego TiO2 na uwalnianie leków. Nanostruktury TiO2 otrzymano na drodze trójstopniowego procesu elektrochemicznego utleniania tytanu. Zastosowanie dwóch różnych potencjałów w trakcie prowadzenia procesu anodyzacji, pozwoliło na wytworzenie nanostruktur TiO2 o dwóch różnych średnicach porów. W tej pracy skoncentrowano się na takim zmodyfikowaniu powierzchni nanostrukturalnego TiO2 załadowanego ibuprofenem, aby móc uzyskać lepszą kontrolę nad ilością uwalnianego leku. W tym celu zbadano wpływ pokrycia powierzchni TiO2 załadowanego lekiem, za pomocą polimerowego kompozytu cyklodekstryna-polilaktyd (CD/PLA). Uzyskane wyniki dowiodły, że pokrycia polimerowe mogą w znacznym stopniu spowolnić uwalnianie leku i stanowią obiecującą tematykę do dalszych badań.

Bacterial infections are one of the main causes of poor integration of orthopedic and dental implants. Implants may offer a promising solution to this problem with a drug-modified surface, from which the drug would be released directly to its destination. Such a local drug delivery system may be more effective and safer than conventional therapies. In the context of orthopedic implants, there is a growing interest in coating titanium with a thin layer of titanium oxide, improving its biocompatibility, mechanical properties, and corrosion resistance.. In turn, nanostructures can be obtained using the electrochemical oxidation technique, leading to the formation of reservoirs for various types of drugs. Therefore, in this study, we have investigated the effect of polymeric coatings covering nanostructured TiO2 on drug release. TiO2 nanostructures were obtained by the three-step electrochemical oxidation of titanium.The use of two different potentials during the process has allowed for the production of TiO2 nanostructures with two different pore diameters. This work focused on modifying the surface of nanostructured TiO2, which was previously loaded with ibuprofen, to obtain better control over the amount of drug released. For this purpose, the effect of coating the surface of drug -loaded TiO2 with polymeric composite – cyclodextrin-polylactide (CD/PLA) was investigated. The obtained results prove that polymeric coatings can significantly slow down the drug's release and could be a promising topic for further research.