Влияние наночастиц оксигидроксида алюминия на структуру и свойства кальцийфосфатных покрытий
Коллектив ученых лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов и лаборатории нанобиоинженерии ИФПМ СО РАН исследовали влияние наночастиц оксигидроксида алюминия на структуру и свойства кальцийфосфатных покрытий.
Целью данной работы было изучение влияния заряженных наночастиц оксигидроксида алюминия на структуру и свойства модифицированных покрытий. Представлены результаты исследования влияния модификации кальцийфосфатных (КФ) покрытий наночастицами оксигидроксида алюминия (AlO(OH)) на их электрические и биологические свойства. Пористые КФ покрытия были модифицированы наноразмерными частицами оксигидроксида алюминия с использованием реакции гидролиза в водной суспензии нанопорошка AlN, подвергнутого ультразвуковому (УЗ) диспергированию. Установлено, что введение наночастиц AlO(OH) в покрытие влияет на электрические и физико-химические свойства. Показано, что увеличение продолжительности УЗ-диспергирования суспензии AlN от 10 до 60 мин приводит к уменьшению размеров агломератов наночастиц AlO(OH) на поверхности покрытия от 200 до 60 мкм. Распределение агломератов наночастиц на поверхности покрытия становится более однородным. Модификация покрытий наноразмерными частицами AlO(OH) с использованием УЗ воздействия увеличивает гидрофильность за счет высоких сорбционных свойств наноструктур AlO(OH) и развитого рельефа покрытия. Поверхностная энергия КФ покрытия увеличивается после модификации AlO(OH) от 74 до 102 мН/м. Введение положительно заряженных наночастиц приводит к увеличению дзета-потенциала поверхности покрытий от -63 до -30 мВ. Биологические тесты in vitro показали высокую биосовместимость КФ покрытий и высокую пролиферационную активность клеток фибробластов на их поверхности. Количество клеток L929 на модифицированных наночастицами покрытиях увеличилось на 25%. При этом антимикробная активность при введении наночастиц AlO(OH) КФ покрытия выросла на 27%.
Введение новых модифицирующих элементов в покрытие повышает биоактивность и может ускорить заживление костной ткани вокруг имплантата. Таким образом, КФ покрытие, модифицированное наночастицами AlO(OH), может быть использовано для нанесения на медицинские костные имплантаты и изделия из биоинертных сплавов. Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (проект FWRW-2021-0007). Результаты исследования опубликованы в журнале Surfaces and Interfaces (IF: 4.837; Q1 в категории JCR: MATERIALS SCIENCE, COATINGS & FILMS — по данным WoS).
Фото: сайт ИФПМ СО РАН