Влияние добавки оксида цинка на свойства биоактивных гранулированных материалов системы TiO2–SiO2–P2O5/СаO(ZnO)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Золь–гель-методом из растворов синтезированы гранулированные материалы системы TiO2–SiO2–P2O5/СаO(ZnO) на основе катионита Токем-250. Каркас материала представлен TiO2–SiO2–P2O5, внутренняя часть заполнена СаО(ZnO) (образцы TiO2–SiO2–P2O5/СаO и TiO2–SiO2–P2O5/ZnO). Карбоксильный катионит Токем-250 обладает высокой избирательностью по отношению к ионам Cа2+ и Zn2+, что дает возможность использовать его при разработке биоматериалов, т.к. кальций является одним из строительных компонентов костной ткани, а цинк оказывает прямое стимулирующее влияние на образование костной ткани и обладает антибактериальными свойствами. Для получения гранулированных композиционных материалов на основе катионита Токем-250 были определены полная обменная емкость катионита Токем-250 и его сорбционная емкость по отношению к Са2+ и Zn2+ методом трилометрического титрования. Установлены условия термообработки образцов с целью получения однородной структуры материала: отжиг при 150, 250, 350°С в течение 30 мин на каждой температурной ступени, а также при 600°С в течение 6 ч и при 800°С 1 ч. Добавка оксида цинка благоприятно влияет на способность к образованию кальций-фосфатного слоя на поверхности, при этом образцы могут быть использованы для дальнейших исследований.

Об авторах

Л. П. Борило

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: tk_valeria@bk.ru
Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Е. С. Лютова

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: tk_valeria@bk.ru
Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

В. А. Ткачук

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tk_valeria@bk.ru
Россия, 634050, Томск, пр. Ленина, 36

Список литературы

  1. Kim T., See C.W., Li X., Zhu D. Orthopedic Implants and Devices for Bone Fractures and Defects: Past, Present and Perspective // Eng. Regener. 2022. V. 1. P. 6–18. https://doi.org/10.1016/j.engreg.2020.05.003
  2. Hart N.H., Nimphius S., Rantalainen T., Ireland A., Siafarikas A., Newton R.U. Mechanical Basis of Bone Strength: Influence of Bone Material, Bone Structure and Muscle Action // J. Musculoskeletal Neuronal Interact. 2017. V. 17. № 3. P. 114–139. PubMed ID: 28860414
  3. Borilo L.P., Lyutova E.S., Spivakova L.N. Study of Biological Properties of Thin-Film Materials on the Basis of the SiO2–P2O5–CaO System. // Key Eng. Mater. 2016. V. 683. P. 427–432. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.683.427
  4. Kaur M., Singh K. Review on Titanium and Titanium Based Alloys as Biomaterials for Orthopaedic Applications // Mater. Sci. Eng. 2019. P. 844–862. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.04.064
  5. Jeong J., Kim J.H., Shim J.H., Hwang N.S., Heo C.Y. Bioactive Calcium Phosphate Materials and Application in Bone Regeneration // J. Biomed. Res. 2019. V. 23. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.1186/s40824-018-0149-3
  6. Wajda A., Goldmann W.H., Detsch R., Boccaccini A.R., Sitarz M. Influence of Zinc Ions on Structure, Bioactivity, Biocompatibility and Antibacterial Potential of Melt-Derived and Gel-Derived Glasses from CaO-SiO2 System // J. Non.-Cryst. Solids. 2019. V. 511. № 1. P. 86–99. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.12.040
  7. Yilmaz E., Soylak M. Functionalized Nanomaterials for Sample Preparation Methods // Handbook of Nanomaterials in Analytical Chemistry. 2020. P. 375–413. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816699-4.00015-3
  8. Борило Л.П., Козик В.В., Лютова Е.С., Жаркова В.В., Бричков А.С. Получение и свойства сферических биоматериалов для системы TiO2–SiO2/СаO с использованием золь-гель метода // Стекло и керамика. 2019. Т. 76. № 8. С. 44–50.
  9. Ibadat N.F., Ongkudon C.M., Saallah S., Misson M. Synthesis and Characterization of Polymeric Microspheres Template for a Homogeneous and Porous Monolith // Polymers. 2021. V. 13. № 21. P. 3639. https://doi.org/10.3390/polym13213639
  10. Yang X.T., Gao Y.B., Zhao Z.Z., Tian Y., Kong X.G., Lei X.D., Zhang F.Z. Three-Dimensional Spherical Composite of Layered Double Hydroxides/carbon Nanotube for Ethanol Electrocatalysis // Appl. Clay Sci. 2021. V. 202. https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105964
  11. Li X., Wang M., Deng Y., Xiao Y., Zhang X. Fabrication and Properties of Ca-P Bioceramic Spherical Granules With Interconnected Porous Structure // ACS Biomater. Sci. Eng. 2017. V. 3. N 8. P. 1557–1566. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.7b00232
  12. Bjornoy S.H., Bassett D.C., Ucar S., Andreassen J.-P., Sikorski P.A. A Correlative Spatiotemporal Microscale Study of Calcium Phosphate Formation and Transformation within an Alginate Hydrogel Matrix // Acta Biomater. 2016. № 44. P. 254–266. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2016.08.041
  13. Kolmas J., Groszyk E., Kwiatkowska-Rózycka D. Substituted Hydroxyapatites with Antibacterial Properties // Biomed. Res. Int. 2014. https://doi.org/10.1155/2014/178123
  14. Kokubo T., Kushitani H., Sakka S. Solutions Able to Reproduce in vivo Surface – Structure Changes in Bioactive Glass – Ceramic // Biomaterials. 1990. V. 24. P. 721–734. https://doi.org/10.1002/jbm.820240607
  15. Rasskazova L.A., Zhuk I.V., Korotchenko N.M., Brichkov A.S., Chen Y.-W., Paukshtis E.A., Kozik V.V. Synthesis of Magnesium- and Silicon-modified Hydroxyapatites by Microwave-Assisted Method // Sci. Rep. 2019. V. 9. № 1. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50777-x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2.

Скачать (192KB)
3.

4.

Скачать (64KB)
5.


© Л.П. Борило, Е.С. Лютова, В.А. Ткачук, 2023

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».