Взаємозв’язок структурних параметрів поверхні кальційфосфатосилікатних покриттів на сплавах титану з їхньою біологічною активністю - O. V. Savvova; O. I. Fesenko; H. K. Voronov; M. V. Karbazin (Хімія, фізика та технологія поверхні, 2020)
Метою даної роботи є встановлення взаємозв’язку структурних параметрів поверхні кальційфосфатосилікатних покриттів на сплавах титану з їх біоактивністю. Структуру матеріалу вивчали за допомогою петрографічного (мікроскоп Мі-2е) та рентгенофазового (ДРОН-3М) методів аналізу. Розчинність та біоактивність покриттів оцінювали в дистильованій воді (ГОСТ Р 31576-2012) та розчинах: модельній рідині організму (МРО) (ISO 23317:2012) і 10 % розчині альбуміну. Вільну енергію поверхні визначали методом Оуенса-Вендета-Ребел-Каебле. Мікрорельєф поверхні покриттів оцінювали за середнім арифметичним відхиленням профілю Ra (Surtronic 3+ profilometer). Структуру поверхневого шару досліджували рентгенофлуоресцентним (спектрометр-аналізатор «СПРУТ») і рентгеноспектральним (скануючий електронний мікроскоп РЕМ Tesla 3 LMU та енергодисперсійний спектрометр Oxford X-max 80 mm) методами. Поведінку стовбурових клітин на поверхні покриттів оцінювали методом флуоресцентної мікроскопії (Carl Zeiss Axio Observer Z1). Обрано критерії одержання біосумісних склокристалічних покриттів по титану та зварено вихідні модельні стекла. За шлікерною технологією нанесення в умовах короткотривалої низькотемпературної термічної обробки синтезовано склокристалічні покриття по титану. Встановлено, що модельні стекла, після термообробки, характеризуються перебігом об’ємної тонкодисперсної (кристали розміром менше 1 мкм) кристалізації фосфатів кальцію – ГАП і ФАП (? ? 24?44 об. %). Підтверджено можливість мимовільної адсорбції протеїнів на поверхні покриттів завдяки забезпеченню параметрів покриття: ВЕП ? 65 мДж/м2, Ra ? 3.5 мкм і наявності наскрізних пор діаметром 10?100 мкм. Досліджено зміни структури і складу поверхні покриттів після витримки в МРО впродовж 1 місяця. Встановлено що забезпечення для даних модельних стекол комплексу показників, а саме: розчинність в дистильованій воді (30 днів) – 0.89 мас. %; вихід іонів Ca2+ – 0.26 мас. % та груп [РO4]3––0.162 мас. %, рН ~ 7.3, є достатнім для формування прекурсорів гідроксиапатиту на поверхні покриттів in vitro. Встановлено поступове зміщення (наростання) поверхневих шарів покриття (за рахунок розчинення покриття і осадження компонентів МРО) в межах до 6.7 мкм і формування апатитоподібного шару за 28 днів витримки. Зазначені структурні та хімічні перетворення поверхні склокристалічного покриття дозволять сформувати міцний апатитоподібний шар протягом 35 днів в умовах in vitro. Утворення даного шару створює умови для збільшення площі розпластування мезенхімальних стовбурових клітин на поверхні покриттів і дає можливість їх використання при створенні біоінженерних конструкцій зі стовбуровими клітинами (in vivo).