Отримання хітозан-гідроксилапатитних покриттів для медичних імплантатів

  • A. A. Yanovska Інститут прикладної фізики НАН України
  • V. N. Kuznetsov Інститут прикладної фізики НАН України
  • S. N. Danilchenko Інститут прикладної фізики НАН України
  • L. F. Sukhodub Інститут прикладної фізики НАН України
Ключові слова: хітозан, гідроксилапатит, покриття, біополімери, кальцій-фосфатні матеріали, біоактивність, остеоінтеграція

Анотація

В роботі наведені результати досліджень внесення хітозану до складу покриттів для матеріалів медичних імплантатів на основі гідроксилапатиту (ГА). Композитні покриття, що містять хітозан і гідроксилапатит були одержані методом термодепозиції. Покриття осаджували з водних розчинів, що містили 10 ммоль/дм3 CaCl2 та 6 ммоль/дм3 NaH2PO4, при рН=6,5 на Ti6Al4V субстрати, нагріті пропусканням через них змінного електричного струму до температури 105ºC. Для дослідження морфології покриттів, їх фазового і елементного складу застосовували растрову електронну мікроскопію, рентгеноспектральний та рентгеноструктурний аналіз. Досліджували вплив хітозану на характеристики покриттів. Метою додавання хітозану в покриття ГА є підвищення їх біоактивності, як матеріалу для медичних імплантатів. Хітозан вносили в покриття на основі ГА трьома різними способами: перед осадженням ГА покриття, після осадження покриття ГА і одночасно з осадженням покриття ГА з водних розчинів, що містять хітозан різної концентрації і прекурсори для синтезу гідроксилапатиту. Композитні покриття з фазовим і елементним складом, що відповідає ГА, отримані сумісним осадженням хітозану і ГА з маточного розчину. Дані рентгеноструктурного аналізу свідчать про те, що розмір кристалів ГА зменшується із збільшенням концентрації хітозану у водних розчинах. Обробка субстрату хитозаном до осадження ГА забезпечує краще зчеплення покриття з поверхнею субстрату і також є ефективним методом для введення хітозану в композитний матеріал. Занурення покриття на основі ГА в концентрований розчин хітозану (1г/л) в 1% СН3СООН призводить до зміни морфології покриття і його частковому розчиненню

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

A. A. Yanovska, Інститут прикладної фізики НАН України

вул.. Петропавловська 68, Суми, Україна, 40000

V. N. Kuznetsov, Інститут прикладної фізики НАН України

вул.. Петропавловська 68, Суми, Україна, 40000

S. N. Danilchenko, Інститут прикладної фізики НАН України

вул.. Петропавловська 68, Суми, Україна, 40000

L. F. Sukhodub, Інститут прикладної фізики НАН України

вул.. Петропавловська 68, Суми, Україна, 40000

Посилання

1. Liu D.M., Yang Q, Troszynski T. In vitro forming of calcium phosphate layer on sol-gel hydroxyapa-tite-coated metal substrates // J. Mater. Sci : Mater.Med, 2002. V. 13. № 10 – P.965 – 972.

2. Белякова Елена Германовна Технология гидроксиапатита кальция – стимулятора остеосинтеза: Дис. на соискание степени канд. техн. наук 05.17.01. Екатеринбург, 2002.

3. Комлев Владимир Сергеевич Пористая гидроксиапатитная керамика и композиционные материалы на её основе. Дис.на соискание степени канд. техн. наук. 05.17.11. – М.:, 2001.

4. Безруков В.М., Григорьянц Л.А., Зуев В.П., Панкратов А.С. Оперативное лечение кист челюстей с использованием гидроксиапатита ультравысокой дисперсности // Стоматология,1998. – №1. – С. 31-35.

5. Карлов А.В. Использование имплантатов с биоактивным покрытием при лечении переломов ос-лабленных костей. // Тр. конгресса «Человек и его здоровье». – СПб, 1999. – С. 55.

6. A. Di Martino et al Chitosan: A versatile biopolymer for orthopaedic tissue-engineering // Biomaterials 26 (2005) 5983-5990.

7. Lee J.Y., Nam S.H., Im S.Y., Park Y.J., Lee Y.M., Seol Y.J., Chung C.P., Lee S.J. Enhanced bone formation by controlled growth factor delivery from chitosan-based biomaterials // J. Control Release. – 2002. - №78. – р.187–197.

8. Bumgardner J.D., Wiser R., Gerard P.D., Bergin P., Chestnutt B., Marin M., Ramsey V., Elder S.H., Gilbert J.A. Chitosan: potential use as a bioactive coating for orthopaedic and craniofacial/dental implants // J. Biomater. Sci. Polym. Ed. – 2003. - №14. – р. 423–38.

9. Wang J, de Boer J, de Groot K. Preparation and characterization of electrodeposited calcium phosphate/chitosan coating on Ti6Al4V plates. // J. Dent Res. - 2004. - №83. – р. 296–301.

10. Igor Zhitomirsky, Xin Pang Chitosan-hydroxyapatite nanocomposite coatings for biomedical applica-tions // Surfaces and Interfaces in Nanostructured Materials II Edited by S.M. Mukhopadhyay, N.B. Dahotre, S. Seal, and A.Agarwal TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), 2006.

11. Гудакова А.А., Суходуб Л.Ф., Павленко П.А. Получение покрытий хитозан-гидроксилапатит на Ti6Al4V субстратах // Тезисы ІІ международной конференции НАНСИС-2007. – Киев, 2007. – С. 342.

12. L.B. Sukhodub, C. Moseke, L.F. Sukhodub at al Improved thermal substrate method with cooling system for hydroxyapatite coatings on titanium substrates, Annual report (2002/2003) Institut fur Kernphysik Westfalishe Wilhelmsuniversitet Muenster, 86-88.

13. Калита В.И. Физика и химия формирования биоинертных и биоактивных поверхностей на имп-лантантах. Обзор.// Физика и химия обработки материалов. – 2000, №5, С.28 – 45.

14. А.А. Гудакова, П.А. Павленко, Л.Ф. Суходуб «Влияние хитозана на морфологию и стехиомет-рию кальций-фосфатных покрытий» ІV Всеукраїнська науково-технічна конференція студентів, аспірантів і молодих вчених «Актуальные вопросы теоретической и прикладной биофизики, фи-зики и химии» «БФФХ – 2008», м. Севастополь, 21-26 квітня 2008 р. – С. 145-148.

15. И.А. Евдокимов, С.В. Василисин, Л.Р. Алиева, М.С. Золоторева, Д.Н. Володин Физико-химические характеристики растворов хитозана // Вестник СевГТУ, серия «Продовольствие». №1 (6), 2003.

16. W. P. Cheng, F. H. Chi, R. F. Yu, Y. C. Lee Using Chitosan as a Coagulant in Recovery of Organic Matters from the Mash and Lauter Wastewater of Brevery // Journal of polymers and the Environment Vol. 13, № 4, October, 2005. P. 383-388.

17. T. W. Wong Chitosan and its Use in Design of Insulin Delivery System / Recent Patents on Drug Deli-very & Formulation, 3. – 2009. P 8-25.

18. Z. Modrzejewska, W. Maniukiewicz, A. Wojtasz-Pająk Determination of hydrogel chitosan membrane structure // Polish Chitin Society, Monograph XI, 2006. – P. 114-115.

19. M. Jaworska et al. Influence of chitosan characteristics on polymer properties. I: Cryctallographic properties // Polymer International 52, 2003. – P. 198-205.

20. Kohn M.J., Rakovan J., Hughes J.M. Phosphates: geochemical, geobiological and materials importance. Series: “Reviews in mineralogy and geochemistry”: vol. 48 [Mineralogical Society of America]. – Washington, DC, 2002. - P. 634–635.

21. Elliott J.C. Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates, Elsevier, London, 1994. - P. 111–127.
Цитовано
Як цитувати
Yanovska, A. A., Kuznetsov, V. N., Danilchenko, S. N., & Sukhodub, L. F. (1). Отримання хітозан-гідроксилапатитних покриттів для медичних імплантатів. Біофізичний вісник, 1(26). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2717
Розділ
Методи біофізичних досліджень