DETERMINATION OF BIOCOMPATIBILITY AND CYTOTOXICITY OF POROUS TITANIUM-BASED MATERIALS IN EXPERIMENT


Cite item

Full Text

Abstract

Aim - to evaluate the proliferative activity of dermal fibroblast cultures in the presence of composite materials based on titanium silicides in vitro. Materials and methods. To assess the proliferative activity of dermal fibroblasts in vitro, the following materials were used: titanium silicide, titanium carbosilicide oxidized in vacuum and without vacuum, titanium VT-00 (comparison group). Testing of proliferative activity was carried out by the direct contact method. The proliferation index, the doubling time and the number of culture doubling during the cultivation period were calculated. Attachment of dermal fibroblasts to the surface of the test materials and their presence on it during cultivation was assessed by scanning electron microscopy. Results. The study of the morphofunctional characteristics of dermal fibroblasts cultured in the presence of the test samples of material showed that during the entire experiment no major changes occurred in any of the series, the cells retained the monolayer growth characteristic of fibroblasts, preferably spindleshaped with 2-4 shoots. Moreover, all cultures of dermal fibroblasts underwent the same number of doublings during the experiment and reached saturation density 7 days after sowing, which indicates good proliferative activity of cells in the presence of test materials. The results of scanning electron microscopy demonstrate the high affinity of human dermal fibroblasts for both titanium silicide and titanium carbosilicides. Conclusion. Absence of morphofunctional changes in dermal fibroblasts and active proliferation testify to the absence of cytotoxicity of the investigated alloys, and the ability of cells to adhere to the surface of materials indicates their good biocompatibility.

About the authors

AV V Kolsanov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
PhD, professor, head of the Department of operative surgery and clinical anatomy with the course of innovative technologies, Samara State Medical University.

AN N Nikolaenko

Samara State Medical University

Email: nikolaenko.83@inbox.ru
PhD, assistant of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University. Samara State Medical University, 89 Chapaevskaya st., Samara, Russia, 443099

VV V Ivanov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
PhD, assistant of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

SA A Prikhodko

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
postgraduate student of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

PV V Platonov

Samara State Medical University

Email: info@samsmu.ru
postgraduate student of the Department of traumatology, orthopaedics and extreme surgery n.a. academician Krasnov AF, Samara State Medical University.

References

  1. Andani M, Shayesteh Moghaddam N, Haberland C, Dean D, Miller M and Elahinia M. Metals for bone implants. Part 1. Powder metallurgy and implant rendering. Acta Biomaterialia. 2014;10(10):4058-4070. doi.org/10.1016/j. actbio.2014.06.025
  2. Elahinia M, Hashemi M, Tabesh M, Bhaduri S. Manufacturing and processing of NiTi implants: A review. Progress in Materials Science. 2012;57(5):911-946. doi.org/10.1016/j. pmatsci.2011.11.001
  3. Mohseni E, Zalnezhad E, Bushroa A. Comparative investigation on the adhesion of hydroxyapatite coating on Ti-6Al-4V implant: A review paper. International Journal of Adhesion and Adhesives. 2014;(48):238-257. doi.org/10.1016/j. ijadhadh.2013.09.030
  4. Wang J, Chao Y, Wan Q, Zhu Z, Yu H. Fluoridated hydroxyapatite coatings on titanium obtained by electrochemical deposition. ActaBiomaterialia. 2009;5(5):1798-1807. doi. org/10.1016/j.actbio.2009.01.005
  5. Drnovsek N, Rade K, Milacic R, Strancar J, Novak S.The properties of bioactive TiO2 coatings on Ti-based implants Surface and Coatings Technology. 2012;(209):177-183. doi. org/10.1016/j.surfcoat.2012.08.037
  6. Wu Y, Wang A, Zhang Z, Zheng R, Xia H, Wang Y. Laser alloying of Ti-Si compound coating on Ti-6Al-4V alloy for the improvement of bioactivity. Applied Surface Science. 2014;(305):16-23. doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.02.140
  7. Mishnaevsky L, Levashov E, Valiev R, Segurado J, Sabirov I, Enikeev N, Prokoshkin S, Solov’yov A, Korotitskiy A, Gutmanas E, Gotman I, Rabkin E, Psakh’e, S, Dluhos L, Seefeldt M, Smolin A. Nanostructured titanium-based materials for medical implants: Modeling and development. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2014;(81):1-19. doi.org/10.1016/j. mser.2014.04.002
  8. Andriyanov D, Amosov A, Samboruk A, Davydov D, Ishchenko V. Development of porous composite self-propagating high-temperature ceramics of the Ti-B-C system. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2014;55(5):485-488. doi.org/10.3103/ s1067821214050034
  9. Hu C, Zhang H, Li F, Huang Q, Bao Y. New phases’ discovery in MAX family. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2013;(36):300-312. doi.org/10.1016/j. ijrmhm.2012.10.011

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2017 Kolsanov A.V., Nikolaenko A.N., Ivanov V.V., Prikhodko S.A., Platonov P.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».