Development of a technique for quantitative determination of silver by extraction-photometric method in a polyacrylamide-based medical device

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. One of the promising directions of using polymer hydrogels in medicine is the production of synovial fluid endoprostheses. Thus, cross-linked polyacrylamide serves as the basis for the medical device “Sterile Silver Ion Waterborne Biopolymer Material”, which is used for intra-articular injections in the treatment of osteoarthritis. The addition of silver ions to polymeric hydrogels is due to its broad spectrum of antimicrobial activity and is used to prevent microbial contamination. However, in order to safely use a medical device containing silver ions and avoid the risk of heavy metal poisoning, the content of this component must be monitored. Among the various methods of quantitative analysis of metals, the extraction-photometric method is the easiest to reproduce and does not require expensive equipment, which allows to control the content of the element in low content.

Purpose of the study. Development of a technique for quantitative determination of silver in silver-containing medical device based on polyacrylamide hydrogel by extraction-photometric method.

Material and Methods. A sample of medical product “Material-biopolymer water-containing with silver ions sterile”, produced by LLC “NC ‘BIOFORM’, Russia, was used as an object of the study. The silver content in the studied object was determined by the extraction-photometric method.

Results. The technique of quantitative determination of silver in the analyzed medical device by the extraction-photometric method based on the extraction of pre-ionized silver in an organic solvent (dithizone solution in 1-butanol 0.0025 %) through the formation of a high-affinity complex in acidic medium was developed. The absence of placebo (polyacrylamide) influence on determination of silver ions was proved.

Conclusions. This study demonstrated the possibility of silver ions determination in the medical device “Material-biopolymer water-containing with silver ions sterile” after extraction with dithizone solution in 1-butanol 0.0025 % by extraction-photometric method.

It was found that the developed method is applicable in the range of measured concentrations of silver ions from 0.2 to 5.0 μg/mL, the average value of the method opening on 6 levels of silver content is 101.5 %.

About the authors

I. V. Paskar

LLC Research and testing center «FARMOBORONA»

Author for correspondence.
Email: paskar_irina@farmoborona.ru

Ph.D. (Pharm.), Managing Director

Russian Federation, 46 A, Gagarina str., Korolev, Moscow region, 141074

S. P. Senchenko

LLC Research and testing center «FARMOBORONA»

Email: senchenko_sergey@farmoborona.ru
ORCID iD: 0000-0003-0212-3840
SPIN-code: 4860-0144

Dr.Sc. (Pharm.), Associate Professor, Head of Department of Analytical Methods Development

Russian Federation, 46 A, Gagarina str., Korolev, Moscow region, 141074

I. S. Voroncova

LLC Research and testing center «FARMOBORONA»

Email: voroncova_irina@farmoborona.ru

Pharmacist of Department of Analytical Methods Development

Russian Federation, 46 A, Gagarina str., Korolev, Moscow region, 141074

N. G. Paskar

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University) Ministry of Health of the Russian Federation

Email: nnikpaskar@yandex.ru

Student of the Department of Pharmacy, A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy

Russian Federation, 8/2, Trubetskaya str., Mosсow, 119991

М. G. Mironova

LLC Scientific Center BIOFORM

Email: paskar_irina@farmoborona.ru

Head of Analytical Laboratory

Russian Federation, Kominterna str. 7 k. 2, premises. 1/3, Moscow, 129327

References

  1. El-Sherbiny I.M., Yacoub M.H. Hydrogel scaffolds for tissue engineering: Progress and challenges, Global Cardiology Science and Practice. 2013:.38. doi: 10.5339/gcsp.2013.38.
  2. Ho T.-C.; Chang C.-C.; Chan H.-P. et al. Hydrogels: Properties and Applications in Biomedicine. Molecules. 2022; 27: 2902. doi: 10.3390/molecules27092902.
  3. Cao H., Duan L., Zhang Y. et al. Current hydrogel advances in physicochemical and biological response-driven biomedical application diversity. Signal Transduct Target Ther. 2021; 6(1): 426. doi: 10.1038/s41392-021-00830-x.
  4. Awasthi S., Gaur J.K., Bobji M.S. et al. Nanoparticle-reinforced polyacrylamide hydrogel composites for clinical applications: a review. Journal of Materials Science. 2022; 57: 8041–8063. doi: 10.1007/s10853-022-07146-3.
  5. [Prikhodko E.Yu., Klimkina E.A., Grebneva N.Yu. Gels from biodegradable materials: general issues of technology and application. Actual issues of development of Russian pharmacy – Ilyinsky readings, FGBVOU VO VMA named after S.M. Kirov of the Ministry of Defense of the Russian Federation. St. Petersburg. 2023: 72–76 (In Russ.).
  6. Kuznetsova V.S., Vasilyev A.V., Grigoriev T.E. et al. The prospects of hydrogels usage as a basis for curable osteoplastic materials. Dentistry 2017; 6: 68–74. doi: 10.17116/stomat201796668-74 (In Russ.).
  7. Beschastnov V.V., Yudanova T.N., Arefev I.Yu. et al. Possibilities of using hydrogel compositions in the treatment of wounds. Moscow Surgical Journal. 2019; 6(70): 17–22. doi: 10.17238/issn2072-3180.2019.6.17-22 (In Russ.).
  8. Bikbov M.M., Khusnitdinov I.I., Sigaeva N.N. et al. Polymer gels and their application in ophthalmology. Practical Medicine. 2017; 9(110): 38–42 (In Russ.).
  9. Zagorodny N.V. Application of synovial fluid endoprostheses based on polyacrylamide hydrogel in osteoarthritis. Traumatology and Orthopedics. 2018; 8:3 3–40 (In Russ.).
  10. Spiridonova V.M., Savelyeva V.S., Ovchinnikov M.M. et al. Hydrogel based on L-cysteine and silver nitrate as a basis for the creation of new drugs. Polzunov Bulletin. 2009; 3: 324–327 (In Russ.).
  11. Bruna T., Maldonado-Bravo F., Jara P. et al. Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Applications. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(13): 7202. DOI: 10.3390/ ijms22137202.
  12. State Pharmacopoeia of the Russian Federation, common pharmacopoeial article 1.2.2.2.0012 «Heavy metals». (In Russ).
  13. Кrivosheev A.B., Khvan L.A., Bobokhidze D.N. et al. Generalized arginia. Russian Journal of Skin and Venereal Diseases. 2018; 21(2): 101–105. doi: 10.18821/1560-9588-2018-21-2-101-105(In Russ).
  14. Shumar S.V. Potentiometric determination of silver using a mathematical model of the process. Izvestiya Tomskogo polytechnicheskogo universitet. 2012; 3(320): 116–119 (In Russ).
  15. Rzheussky S.E. Validation of spectrophotometric technique for quantitative determination of silver nanoparticles in aqueous solutions. Bulletin of Pharmacy. 2019; 1(83): 21–25 (In Russ).
  16. State Pharmacopoeia of the Russian Federation, pharmacopoeial article 2.2.0033 «Silver Nitrate» (In Russ).
  17. USP–NF 2023 «Silver Nitrate».
  18. Zykova A.N., Losev V.N. Sorption-photometric determination of Ag(I) using silica gel modified with thiadiazolthiol groups and dithizone. Modern scientific research: theory, methodology, practice. Collection of scientific articles on the materials of IX International Scientific and Practical Conference. 2022; 1: 14–17 (In Russ).
  19. Sanchez R.I., Darsley M.J., Martín M.T. Spectrophotometric quantitation of silver in X-ray film images and silver-stained electrophoresis gel bands. Analytical biochemistry. 1995; 224: 190–194.
  20. State Pharmacopoeia of the Russian Federation, common pharmacopoeial article 1.2.2.2.0012 «Validation of analytical methods» (in Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic representation of the polymerization process

Download (24KB)
3. Fig. 2. Absorption spectra of calibration standard solutions obtained as part of the determination of the analytical domain of the technique

Download (31KB)
4. Fig. 3. Absorption spectra of model solutions obtained as part of the determination of the completeness of silver ion extraction from the model mixture

Download (32KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».