ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСОВМЕСТИМОСТИ ПЭО-ПОКРЫТИЙ НА МАГНИЕВОМ СПЛАВЕ МА8, СОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦЫ ПЕНТАОКСИДА ТАНТАЛА: 10.25712/ASTU.1811-1416.2024.03.004

Игорь Михайлович  Имшинецкий; Виктория Викторовна  Кашепа; Константинэ Вахтангович  Надараиа; Дмитрий Валерьевич  Машталяр; Мария Алексеевна  Пяткова; Арина Игоревна  Плешкова; Ксения Алексеевна  Фоменко; Сергей Леонидович  Синебрюхов; Сергей Васильевич  Гнеденков

Авторы

Игорь Михайлович Имшинецкий Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0002-5055-1834
Виктория Викторовна Кашепа Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0002-1610-095X
Константинэ Вахтангович Надараиа Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0001-7835-2231
Дмитрий Валерьевич Машталяр Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0001-9645-4936
Мария Алексеевна Пяткова Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0002-4601-3232
Арина Игоревна Плешкова Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0002-1208-0947
Ксения Алексеевна Фоменко Дальневосточный федеральный университет, о. Русский, п. Аякс, 10, 690992, Владивосток, Россия
Сергей Леонидович Синебрюхов Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0002-0963-0557
Сергей Васильевич Гнеденков Институт химии ДВО РАН, просп. 100-летия Владивостока, 159, 690022, Владивосток, Россия https://orcid.org/0000-0003-1576-8680

Ключевые слова:

плазменное электролитическое оксидирование, пентаоксид тантала, биоактивные покрытия, антибактериальные покрытия, гистология

Аннотация

В работе представлены результаты исследований свойств покрытий, формируемых в дисперсных электролитах с наночастицами пентаоксида тантала. Полученные данные свидетельствуют о биоактивности и биосовместимости исследуемых покрытий. Наночастицы пентаоксида тантала действуют как центры зародышеобразования фосфатов кальция и существенно ускоряют образование гидроксиапатита и его предшественников на поверхности покрытия. Более высокая шероховатость поверхности образцов и наличие агломератов частиц пентаоксида тантала способствуют повышению скорости формирования слоя апатитов вокруг агломератов по сравнению с базовым ПЭО-покрытием. Подобные свойства делают данные покрытия перспективными для защиты биорезорбируемых имплантатов на основе магниевых сплавов. Согласно in vivo исследованиям на покрытиях содержащих наночастицы Ta₂O₅, морфология клеток, аналогична контрольным образцам, что свидетельствует о хорошей биосовместимости покрытий. Результаты как СЭМ, так и гистологического анализа демонстрируют высокую биосовместимость образцов с пентаоксидом тантала. Морфология таких покрытий облегчает адсорбцию белков плазмы крови, что способствует врастанию ткани по сравнению с чистым сплавом магния. Покрытия предотвращают непосредственный контакт магниевого сплава с коррозионной средой, существенно снижая интенсивность коррозионного разрушения, что предохраняет прилегающие ткани от повреждений и отслоений, вызванных скоплением газов и чрезмерным подщелачиванием окружающей имплантат среды, и обеспечивает положительный иммунный ответ. Исследования антибактериальных свойств покрытий с наночастицами Ta₂O₅ не выявили наличия зоны подавления роста бактерий в чашках Петри. Однако пентаоксид тантала мешает образоваться бактериальной пленке на поверхности имплантата, предотвращая бактериальную адгезию, значительно снижая риск развития имплантат-ассоциированных инфекций.