ПОКРЫТИЕ ИЗ ФОСФАТА КАЛЬЦИЯ, УЛУЧШАЮЩЕЕ БИОАКТИВНЫЕ СВОЙСТВА СВЕРХЭЛАСТИЧНЫХ NITI ИМПЛАНТАТОВ (2023)
Покрытия из фосфата кальция зарекомендовали себя в качестве потенциального компонента имплантатов. В даном исследовании плазменное высокочастотное распыление было использовано для получения покрытия из фосфата кальция на подложке NiTi. Установлено, что напыленный слой состоит из гидроксиапатита и Р-трикальцийфосфата, а подложка содержит NiTi B2-аустенит и Ti2Ni. Тесты на смачиваемость и испытания in vitro доказывают, что полученное покрытие из фосфата кальция улучшает пролиферацию клеток. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.17223/7783494/4/7
- eLIBRARY ID
- 60016363
Поиск безопасных и эффективных методов устранения костных дефектов и стабилизации костных анатомических структур неразрывно связан с эволюцией оперативных технологий в травматологии и ортопедии, нейрохирургии, реконструктивновосстановительной хирургии и онкологии. В мировом научном сообществе особую актуальность эта
тематика приобрела при решении вопросов пластического замещения костных дефектов у пациентов онкологического профиля (в частности, торакальной онкологии), а также при коррекции травматических повреждений каркаса грудной клетки, особенно в
условиях остеопороза. Сплавы на основе NiTi активно используются в медицине, так как в определенной области гомогенности NiTi способен проявлять такие свойства, как сверхэластичность и эффект памяти формы за счет мартенситных превращений, индуцированных внешним напряжением и температурой соответственно [1–4]. Благодаря этим свойствам появились биосовместимые пористые и сверхэластичные имплататы из никелида титана, а их успешное применение в качестве фиксирующих и армирующих конструкций при одномоментной и отсроченной реконструкции открыли возможность
для дальнейшего совершенствования этих технологий. Также отличительной особенностью данного материала является способность к пассивации, за счет чего повышается сопротивляемость коррозии сплава и создается помеха сегрегации никеля из матрицы к поверхности. Формирование оксидов также благоприятно сказывается биологической активности клеток.
Список литературы
| 1. | Wever D.J., Veldhuizen A.G., Sanders M.M., Schakenraad J.M., van Horn J.R. Cytotoxic, allergic and genotoxic activity of a nickel-titanium alloy // Biomaterials. 1997. Vol. 18. P. 1115-1120. DOI: 10.1016/s0142-9612(97)00041-0 EDN: AIDAPN | |
|---|---|---|
| 2. | Olier P., Barcelo F., Bechade J.L., Brachet J.C., Lefevre E., Guenin G. Effects of Impurities Content (Oxygen, Carbon, Nitrogen) on Microstructure and Phase Transformation Temperatures of Near Equiatomic TiNi Shape Memory Alloys // Journal de Physique IV (Proceedings). 1997. Vol. 7 (5). P. 143-148. DOI: 10.1051/jp4:1997522 | |
| 3. | Xu B., Wang C., Wang Q. Toward tunable shape memory effect of NiTi alloy by grain size engineering: A phase field study // Journal of Materials Science & Technology. 2023. Vol. 168. P. 276-289. DOI: 10.1016/j.jmst.2022.10.089 EDN: OJIUWJ | |
| 4. | Xiao Y., Jiang D. Thermomechanical modeling on cyclic deformation and localization of superelastic NiTi shape memory alloy // International Journal of Solids and Structures. 2022. Vol. 250. Art. no. 111723. P. 1-13. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2022.111723 EDN: NEUKFY | |
| 5. | Ohtsu N., Yamasaki K., Taniho, H., Konaka, Y., Tate K. Pulsed anodization of TiNi alloy to form a biofunctional Ni-free oxide layer for corrosion protection and hydrophilicity // Surface and Coatings Technology. 2021. Vol. 412. Art. no. 127039. P.1-9. 10.1016/j. surfcoat.2021.127039. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2021.127039 | |
| 6. | Shabalovskaya S.A., Anderegg J.W., Undisz A., Rettenmayr M., Rondelli G.C. Corrosion resistance, chemistry, and mechanical aspects of Nitinol surfaces formed in hydrogen peroxide solutions // Journal of Biomedical Materials Research Part B Applied Biomaterials. 2012. Vol. 100. P. 1490-1499. DOI: 10.1002/jbm.b.32717 | |
| 7. | Marchenko E.S., Baigonakova G.A., Dubovikov K.M., Yasenchuk Yu.F., Gunther S.V. Reaction synthesis of gradient coatings by annealing of three-layer Ti-Ni-Ti nanolaminate magnetron sputtered on the TiNi substrate // Surfaces and Interfaces. 2021. Vol. 24. Art. no. 101111. P. 1-11. DOI: 10.1016/j.surfin.2021.101111 EDN: EWZGWM | |
| 8. | Marchenko E., Yasenchuk Yu., Baigonalova G., Gunther S., Yuzhakov M., Zenkin S., Potekaev S., Dubovikov K. Phase formation during air annealing of Ti-Ni-Ti laminate // Surface and Coatings Technology. 2020. Vol. 388. Art. no. 125543. P. 1-10. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.125543 EDN: VVKBJW | |
| 9. | Shanaghi A., Mehrjou B., Ahmadian Z., Souri A.R., Chu P.K. Enhanced corrosion resistance, antibacterial properties, and biocompatibility by hierarchical hydroxyapatite/ciprofloxacin-calcium phosphate coating on nitrided NiTi alloy // Materials Science and Engineering: C. 2021. Vol. 118. Art. no. 111524. P. 1-16. DOI: 10.1016/j.msec.2020.111524 EDN: QQKMHR | |
| 10. | Lai Y., Cheng P., Yang C., Yen S. Electrolytic deposition of hydroxyapatite/calcium phosphate-heparin/gelatin-heparin tri-layer composites on NiTi alloy to enhance drug loading and prolong releasing for biomedical applications // Thin Solid Films. 2018. Vol. 649. P. 192-201. DOI: 10.1016/j.tsf.2018.01.051 | |
| 11. | Guo Y., Xu Z., Liu M., Zu S., Yang Y., Wang Q., Yu Z., Zhang Z., Ren L. The corrosion resistance, biocompatibility and biomineralization of the dicalcium phosphate dihydrate coating on the surface of the additively manufactured NiTi alloy // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 17. P. 622-635. DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.01.063 EDN: BFGSFH | |
| 12. | Shokri N., Safavi M.S., Etminanfar M., Walsh F.C., Khalil-Allafi J. Enhanced corrosion protection of NiTi orthopedic implants by highly crystalline hydroxyapatite deposited by spin coating: The importance of pre-treatment // Materials Chemistry and Physics. 2021. Vol. 259. Art. no. 124041. P. 1-12. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.124041 EDN: MJRPUA | |
| 13. | Shirdar M.R., Sudin I., Taheri M.M., Keyvanfar A., Yusop M.Z.M., Kadir M.R.A. A novel hydroxyapatite composite reinforced with titanium nanotubes coated on Co-Cr-based alloy // Vacuum. 2015. Vol. 122. P. 82-89. DOI: 10.1016/j.vacuum.2015.09.008 EDN: XYQHSL | |
| 14. | Nguyen H.Q., Deporter D.A., Pilliar R.M., Valiquette N., Yakubovich R. The effect of sol-gel-formed calcium phosphate coatings on bone ingrowth and osteoconductivity of porous-surfaced Ti alloy implants // Biomaterials. 2004. Vol. 25 (5). P. 865-876. DOI: 10.1016/s0142-9612(03)00607-0 EDN: ETAHXJ | |
| 15. | Huang Y., He J., Gan L., Liu X., Wu Y., Wu F., Gu Z.-W. Osteoconductivity and osteoinductivity of porous hydroxyapatite coatings deposited by liquid precursor plasma spraying: in vivo biological response study // Biomedical Materials. 2014. Vol. 9. Art. no. 065007. P. 1-10. DOI: 10.1088/1748-6041/9/6/065007 EDN: UPQXPF | |
| 16. | Surmenev R.A. A review of plasma-assisted methods for calcium phosphate-based coatings fabrication // Surface and Coatings Technology. 2012. Vol. 206. P. 2035-2056. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2011.11.002 EDN: PDGSBL | |
| 17. | Ding S.-J. Properties and immersion behavior of magnetronsputtered multi-layered hydroxyapatite/titanium composite coatings // Biomaterials. 2003. Vol. 24. P. 4233-4238. DOI: 10.1016/S0142-9612(03)00315-6 EDN: BJHQVZ | |
| 18. | You B.C., Meng C.E., Nasir N.F.M., Tarmizi E.Z.M., Fhan K.S., Kheng E.S., Majid M.S.A., Jamir M.R.M. Dielectric and biodegradation properties of biodegradable nano-hydroxyapatite/starch bone scaffold // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 18. P. 3215-3226. DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.04.014 EDN: WNWFQC | |
| 19. | Ma G., Liu X. Y. Hydroxyapatite: Hexagonal or Monoclinic? // Crystal Growth & Design. 2009. Vol. 9. P. 2991-2994. DOI: 10.1021/cg900156w | |
| 20. | Jeong J., Kim J.H., Shim J.H., Hwang N.S., Heo C.Y. Bioactive calcium phosphate materials and applications in bone regeneration // Biomaterials Research. 2019. Vol. 23. Art. no. 4. P. 1-11. DOI: 10.1186/s40824-018-0149-3 EDN: WUWREQ | |
| 21. | Hallab N.J., Bundy K.J., O’Connor K., Moses R.L., Jacobs J.J. Evaluation of metallic and polymeric biomaterial surface energy and surface roughness characteristics for directed cell adhesion // Tissue Engineering. 2001. Vol. 71. P. 55-71. DOI: 10.1089/107632700300003297 | |
| 22. | Ferraris S., Cazzola M., Peretti V., Stella B., Spriano S. Zeta Potential Measurements on Solid Surfaces for in Vitro Biomaterials Testing: Surface Charge, Reactivity Upon Contact With Fluids and Protein Absorption // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2018. Vol. 6. P. 60-67. DOI: 10.3389/fbioe.2018.00060 |
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проведено исследование поведения частотных зависимостей комплексных значений диэлектрической проницаемости эластомеров на основе многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) от их частоты и концентрации. Показано, что увеличение концентрации МУНТ приводит к монотонному росту действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости. С использованием программного пакета CST STUDIO SUITE проведено моделирование влияния технологического зазора на электромагнитную герметизацию блока высокочастотной аппаратуры. Показана возможность применения синтезированных материалов для обеспечения электромагнитной герметизации в СВЧ диапазоне частот. Авторы выражают благодарность В. Л. Кузнецову и С.И. Мосеенкову за предоставленные материалы. Измерение электромагнитных характеристик образцов выполнено на оборудовании ЦКП «Центр радиоизмерений ТГУ». Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| Исследование влияния добавок при синтезе материалов на основе графитоподобного нитрида бора является актуальной и важной задачей для науки и промышленности. В настоящей работе представлены результаты исследования влияния добавок Si3N4 и AlN на физико-механические свойства и структуру материалов на основе нитрида бора. Результаты показывают, что добавки Si3N4 и AlN в различных пропорциях позволяют получить структуры с высокой степенью кристалличности и повысить физико-механические свойства. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
В результате проведённых исследований определено, что вибрационная обработка расплава в процессе кристаллизации эффективно модифицирует зёренную структуру α-Al. Применение резонансной вибрационной обработки расплава в процессе кристаллизации способствует измельчению размеров зёрен α-Al, однако не эффективно для дегазации расплава. Установлено, что вибрационная обработка расплава во время заливки обеспечивает получение отливок без видимой пористости, снижение среднего размера зерна α-Al, увеличение прочностных свойств. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| В работе представлены результаты исследования аддитивного получения образцов на основе материала ZrO2 методом стереолитографической 3D-печати (DLP). Изучены параметры полимеризации суспензий с содержанием порошка до 70%. Разработаны режимы термообработки, обеспечивающие плотность 4,55 г/см3, что составляет 75% от теоретической плотности ZrO2, и микротвердость 12,4 ГПа при температуре спекания 1650°С Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
| Опасность экологических и террористических угроз делает актуальной задачу разработки устройств быстрой нейтрализации вредных аэрозолей. Предлагается модельный ряд генераторов нейтрализующих аэрозолей на основе ВЭМ, быстро создающих облако высокодисперсных частиц или дезинфицирующих паров. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации вредных веществ в воздухе. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Опасность распространения вирусных и бактериальных инфекций делает актуальной задачу разработки способов быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Для этого предлагается использовать нанотермитные йодсодержащие смеси. Авторы исследовали ряд таких смесей на микробицидную активность. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Приведен краткий обзор химико-физических основ портативного аналитического приборостроения для обнаружения следов взрывчатых веществ. Рассмотрены элементарные процессы, включая газохроматографическое разделение, детектирование, концентрирование и вихревой отбор проб пара. Показана возможность повышения пороговой чувствительности по парам до 10-16 г/см3, что существенно сокращает время обнаружения взрывчатых веществ с момента их закладки в объект контроля (багаж) от нескольких суток до нескольких минут. Автор выражает искреннюю благодарность И.И. Засыпкиной за помощь при оформлении статьи. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Рассмотрена разработка подхода к подбору комбинаций люминесцентных материалов, обеспечивающих обнаружение и идентификацию насыщенных паров нитросодержащих веществ и веществ - мешающих факторов. Описан алгоритм обработки откликов люминесцентных материалов, позволяющий определять сенсорные свойства материалов и осуществлять подбор комбинаций материалов для однозначной идентификации нитросодержащих веществ как класса и индивидуальных аналитов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Издательство
- Издательство
- ТГУ
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- Юр. адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- ФИО
- Галажинский Эдуард Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@tsu.ru
- Контактный телефон
- +8 (382) 2529585
- Сайт
- https:/www.tsu.ru