The effect of plant extracts kalanchoe daigremontiana and aloe arborescens on the metabolism of human multiple myeloma cells

The effect of plant extracts Kalanchoe daigremontiana, and Aloe arborescens on human multiple myeloma cells' viability was investigated. It was shown that plant extracts of kalanchoe and aloe reduced tumor cells' viability by 13 and 46%, respectively. The combination of plant extracts with doxorubicin showed an additive synergism of action, enhancing the antitumor effect. Treatment of multiple myeloma cells with plant extracts led to a decrease in intracellular reduced glutathione level. The intracellular glutathione level decreased by 25% under the action of kalanchoe extract and by 63% under the action of aloe extract. Extracts from kalanchoe and aloe decreased mitochondrial membrane potential by 19 and 53%, respectively. The results of the study showed that kalanchoe extract increased ATPase activity, but aloe extract did not affect the level of ATPase activity. The results showed that plant extracts of kalanchoe and aloe affect tumor cells' metabolism and contribute to their death. It was concluded that herbal extracts Kalanchoe daigremontiana and Aloe arborescens have antitumor activity, and aloe extract is more effective than kalanchoe

Оценка биосовместимости и антимикробных свойств биодеградируемых сосудистых протезов различного полимерного состава с атромбогенным и противомикробным лекарственным покрытием

Creation of vascular grafts with atrombogenic and antimicrobial coating is a very important area.Objective: to evaluate the biocompatibility and antimicrobial properties of biodegradable vascular grafts of various polymer compositions with atrombogenic and antimicrobial drug coating.Materials and methods. Modification of the surface of the biodegradable vascular grafts was performed through complexation with polyvinylpyrrolidone, which was polymerized with polymer scaffold surface by means of ionizing radiation at 10 and 15 kGy. Physical and mechanical properties, as well as hemocompatibility were evaluated. Bacteriological studies were carried out using test strains of gram-negative and gram-positive microorganisms: Klebsiella pneumoniae spp. ozaena No. 5055, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Proteus mirabillis ATCC3177, Pseudomonas aeruginosa.Results. There was no influence of modifying manipulations with ionizing radiation on the physical and mechanical characteristics of biodegradable prostheses. Vascular grafts with atrombogenic and antimicrobial coatings exhibited atrombogenic properties upon contact with blood, reducing platelet aggregation by 5–7 times (p < 0.05). Also decrease in adhesion and platelets deformation index was found on the surface of drug-eluting scaffolds (for PCL-based prostheses, the latter decreased by 1.9 times relative to unmodified counterparts (p < 0.05), for PHBV/PCL-based prostheses – by 1.3 times relative to unmodified counterparts and 1.5 times relative to scaffolds with polyvinylpyrrolidone (p < 0.05). Bacteriological studies revealed a local inhibitory effect in the place where scaffolds with cationic amphiphile were applied on agar. No growth retardation zones were identified. Polymeric composition of the scaffolds and the used dose of ionizing radiation did not lead to a difference in the bacteriostatic properties of the scaffolds with amphiphile.Conclusion. A full cycle of surface modification of biodegradable polymer prostheses based on both PCL and РHBV/PCL composition resulted in significant increase in the atrombogenic and antimicrobial properties of prostheses and did not worsen the physical-mechanical and biocompatible properties of the structures being developed.Создание сосудистых протезов с атромбогенным и противомикробным покрытием является очень актуальным направлением.Цель. Оценить биосовместимость и антимикробные свойства биодеградируемых сосудистых протезов различного полимерного состава с атромбогенным и противомикробным лекарственным покрытием.Материалы и методы. Модифицирование поверхности биодеградируемых сосудистых протезов проведено через комплексообразование с поливинилпирролидоном, который был полимеризован с поверхностью полимерных каркасов посредством ионизирующего излучения в 10 и 15 кГр. Оценены физико-механические свойства и гемосовместимость. Проведены бактериологические исследования с использованием тест-штаммов грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов: Klebsiella pneumoniae spp. ozaena № 5055, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus АTCC 25923, Proteus mirabillis ATCC3177, Pseudomonas aeruginosa ATCC27853.Результаты. Отмечено отсутствие влияния модифицирующих манипуляций с участием ионизирующего излучения на физико-механические характеристики биодеградируемых протезов. Сосудистые протезы с атромбогенным и противомикробным покрытием проявляли атромбогенные свойства при контакте с кровью, в 5–7 раз снижая агрегацию тромбоцитов (p < 0,05). Также на поверхности матриксов с лекарственным покрытием выявлено снижение адгезии и индекса деформации тромбоцитов (для протезов на основе PCL последний уменьшился в 1,9 раза относительно немодифицированных аналогов (p < 0,05), на основе PHBV/PCL – в 1,3 раза относительно немодифицированных аналогов и в 1,5 раза относительно матриксов с поливинилпирролидоном (p < 0,05). При проведении бактериологических исследований обнаружено местное ингибирующее действие в месте наложения на агар матриксов с катионным амфифилом. Зон задержки роста не выявлено. Полимерный состав матриксов и использованная доза ионизирующего излучения не привели к разнице в бактериостатических свойствах матриксов с амфифилом.Заключение. Проведение полного цикла модифицирования поверхности полимерных биодеградируемых протезов на основе как PCL, так и композиции РHBV/PCL, привело к значимому повышению атромбогенных и противомикробных свойств протезов и не ухудшило физико-механические и биосовместимые свойства разрабатываемых конструкций

РОЛЬ ШОВНОГО МАТЕРИАЛА В КАЛЬЦИФИКАЦИИ КАРДИОВАСКУЛЯРНЫХ БИОПРОТЕЗОВ

Purpose. Assess the impact of the sutures and unfractionated heparin on biomaterial calcification in an experiment.Materials and methods. Porcine aortic valve cusps, preserved in glutardialdehyde and ethylene glycol diglycidyl ether, were used. The test models were sutured with polypropylene, polydioxanone and nitinol (TiNi) threads. The sutured cusps were modified with unfractionated heparin. The model of accelerated calcification was used to study the impact of suture material and heparin on biological tissue mineralization by implanting the test models into male rats for 2 months.Results. Two months after the implantation all the test models had calcium deposits in the peri-suture region; the amount of calcium in the biomaterial with polypropylene threads was 31-fold higher (р=0,0009), with TiNi threads it was 14-fold higher (р=0,001) and with polydioxanone threads it was 9-fold higher (р=0,0049) as compared to the controls. The modification with unfractionated heparin significantly decreased the amount of calcium in the biomaterial. The maximum effect was observed in the test models containing TiNi: the amount of calcium was 14,5-fold lower (р=0,0013), which was comparable with non-implanted models.Conclusion. Cardiovascular bioprosthetic heart valves calcification can be initiated by the suture material due to inflammation in the peri-suture region. The amount of calcium in the biomaterial depends on the quality of the latter. Polypropylene threads precipitated the calcification of epoxy-treated xenocusps in the experiment. The modification with unfractionated heparin can effectively inhibit biological tissue calcification.Цель. Оценить влияние шовного материала и нефракционированного гепарина на кальцификацию биоматериала в эксперименте.Материалы и методы. Использовали створки аортального клапана свиньи, консервированные глутаровым альдегидом и диглицидиловым эфиром этиленгликоля. Опытную группу образцов прошивали шовным материалом на основе полипропилена, полидиоксанона и нитинола (TiNi). Модификацию прошитых створок выполняли нефракционированным гепарином. Влияние шовного материала и гепарина на минерализацию биоткани изучали на модели ускоренной кальцификации путем имплантации образцов крысам-самцам сроком на 2 месяца.Результаты. Через два месяца после имплантации во всех образцах были обнаружены кальциевые депозиты в перилигатурной зоне, при этом количество кальция в биоматериале, содержащем полипропиленовую нить, возросло в 31 раз (р=0,0009), при использовании TiNi – в 14 раз (р=0,001), а полидиоксанона – в 9 раз (р=0,0049) по сравнению с контролем. Модификация нефракционированным гепарином позволила значительно снизить количество кальция в биоматериале. Наибольший эффект был достигнут в отношении образцов, содержащих TiNi – концентрация кальция снизилась в 14,5 раза (р=0,0013), что сопоставимо с неимплантированными образцами.Заключение. Кальцификация кардиоваскулярных биопротезов может быть инициирована шовным материалом вследствие воспалительного процесса в перилигатурной зоне. Количество кальция в биоматериале зависит от качества шовного материала. Полипропиленовая нить в наибольшей степени провоцирует кальцификацию эпоксиобработанных ксеностворок в эксперименте. Модификация нефракционированным гепарином биопротезов, содержащих шовный материал, позволяет эффективно ингибировать кальцификацию биоткани