Синтез и исследование влияния соотношения сферических композитов TiO2–SiO2–P2O5/ZnO и TiO2–SiO2–P2O5/CaO на биосвойства

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Получены сферические композиты TiO2–SiO2–P2O5/CaO и TiO2–SiO2–P2O5/ZnO золь–гель-методом и методом пропитки с различным соотношением (содержание TiO2–SiO2–P2O5/ZnO варьировалось от 10 до 40 мас.%). Сферические композиты получены на основе катионитов Токем-100 и Токем-250. Макропористый катионит Токем-250 обладает большей избирательной способностью к ионам Са2+ и Zn2+, чем катионит Токем-100, что дает возможность использовать его для получения биоматериалов. Каркас сферических композитов имеет состав TiO2–SiO2–P2O5, а внутренняя часть заполнена оксидом кальция или цинка. После ступенчатой обработки композитов (60, 150, 250, 350°C — по 30 мин при каждой температуре, 600°C — 6 ч, 800°C — 1 ч) на поверхности фиксируются активные центры (Si4+, Ti4+), необходимые для осаждения и формирования кальций-фосфатного слоя. Установлено, что соотношение композитов TiO2–SiO2–P2O5/CaO : TiO2–SiO2–P2O5/ZnO = 90 : 10 мас.% благоприятно влияет на свойства материалов, которые могут быть рекомендованы для дальнейших исследований.

作者简介

E. Lyutova

National Research Tomsk State University, Chemical Department

Email: lyutova.tsu@mail.ru
Lenin Ave, 36, Tomsk, 634050 Russia

I. Sedova

National Research Tomsk State University, Chemical Department

Email: lyutova.tsu@mail.ru
Lenin Ave, 36, Tomsk, 634050 Russia

V. Tkachuk

National Research Tomsk State University, Chemical Department

Email: lyutova.tsu@mail.ru
Lenin Ave, 36, Tomsk, 634050 Russia

L. Borilo

National Research Tomsk State University, Chemical Department

编辑信件的主要联系方式.
Email: lyutova.tsu@mail.ru
Lenin Ave, 36, Tomsk, 634050 Russia

参考

  1. Kim T., See C.W., Li X., Zhu D. Orthopedic implants and devices for bone fractures and dеfects: past, present and perspective // Eng. Regener. 2020. V. 1. Р. 6–18. https://doi.org/10.1016/j.engreg.2020.05.003
  2. Wajda A., Goldmann W.H., Detsch R., Boccaccini A.R., Sitarz M. Influence of zinc ions on structure, bioactivity, biocompatibility and antibacterial potential of melt-derived and gel-derived glasses from CaO–SiO2 system // J. Non.-Cryst. Solids. 2019. V. 511. № 1. Р. 86–99. https://doi.org/ 10.1016/j.jnoncrysol.2018.12.040
  3. Correlo V.M., Oliveira J.M., Mano J.F., Neves N.M., Reis R.L. Natural origin materials for bone tissue engineering — properties, processing, and performance // Princ. Regener. Med. 2011. V. 3. Р. 557–586. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-381422-7.10032-X
  4. Xue N., Ding X., Huang R., Jiang R., Huang H., Pan X., Min W., Chen J., Duan J.A., Liu P., Wang Y. Bone tissue engineering in the treatment of bone defects // Pharmaceuticals. 2022. V. 15. Р. 879–889. https://doi.org/10.3390/ph15070879
  5. Hou X., Zhang L., Zhou Z., Luo X., Wang T., Zhao X., Lu B., Chen F., Zheng L. Calcium phosphate-based biomaterials for bone repair // J. Funct. Biomater. 2022. V. 13. P. 187. https://doi.org/10.3390/jfb13040187
  6. Popa A.C., Stan G.E., Husanu M.A., Mercioniu I., Santos L.F., Fernandes H.R. Bioglass implant-coating interactions in synthetic physiological fluids with varying degrees of biomimicry // Int. J. Nanomed. 2017. V. 12. Р. 683–707. https://doi.org/10.2147/IJN.S123236
  7. Denry I., Kuhn L.T. Design and characterization of calcium phosphate ceramic scaffolds for bone tissue engineering // Dent. Mater. V. 32. № 1. 2016. P. 43–53. https://doi.org/10.1016/j.dental.2015.09.008
  8. Ткачук В.А., Лютова Е.С., Борило Л.П., Бузаев А.А. Получение композитов TiO2–SiO2–P2O5/ZnO, исследование их свойств и возможностей применения в качестве биоматериала // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. № 5. С. 70‒76. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246705.6953
  9. Tang Z., Niu J., Huang H., Pei J., Ou J., Yuan G. Potential biodegradable Zn–Cu binary alloys developed for cardiovascular implant applications // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2017. V. 72. Р. 182–191. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2017.05.013
  10. Brady J., Dürig T., Lee P.I., Li J.-X. Polymer properties and characterization // Dev. Solid Oral Dosage Forms. 2017. V. 7. P. 181–223. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802447-8.00007-8
  11. Wiesmann N., Tremel W., Brieger J. Zinc oxide nanoparticles for therapeutic purposes in cancer medicine // J. Mater. Chem. B. 2020. V. 8. P. 4973‒4989. https://doi.org/10.1039/D0TB00739K
  12. Yin Z.F., Wu L., Yang H.G., Su Y.H. Recent progress in biomedical applications of titanium dioxide // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. V. 15 (14). P. 4844–4858. https://doi.org/10.1039/C3CP43938K
  13. Kozik V.V., Borilo L.P., Lyutova E.S., Brichkov A.S., Chen Y.-W., Izosimova E.A. Preparation of CaO@TiO2–SiO2 biomaterial with a sol–gel method for bone implantation // ACS Omega. 2020. V. 5. P. 27221–27226. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03335
  14. Shamsutdinova A.N., Kozik V.V. Obtaining and properties of thin films based on titanium, silicon and nickel oxides // Chem. Sustainable Dev. 2016. V. 24 (5). P. 699–704.
  15. Lyutova E.S., Tkachuk V.A., Selyunina L.A., Fedorishin D.A., Chen Y.-W. Facile synthesis of TiO2– SiO2–P2O5/ CaO/ZnO with a core-shell structure for bone implantation // ACS Omega. 2022. 7(50). P. 46564–46572. https://doi.org/ 10.1021/acsomega.2c05398
  16. Kokubo T. Bioactive glass ceramics: properties and applications // Biomaterials. 1991. V. 12. P. 155–163. https://doi.org/10.1016/0142-9612(91)90194-F
  17. Miyazaki T., Imanaka S., Akaike J. Relationship between valence of titania and apatite mineralization behavior in simulated body environment // J. Am. Ceram. Soc. 2021. V. 104. № 7. Р. 3545–3553. https://doi.org/ 10.1111/jace.17725
  18. Li X., Wang M., Deng Y., Xiao Y., Zhang X. Fabrication and properties of Ca–P bioceramic spherical granules with interconnected porous structure // ACS Biomater. Sci. Eng. 2017. V. 3(8). P. 1557–1566. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.7b00232
  19. Mamaev N.N., Ryabov S.I. Hematology: a guide for physicians. St. Petersburg: SpetsLit, 2008. P. 560.
  20. Hench L. Bioceramics: from concept to clinic // J. Am. Ceram. Soc. 1991. V. 74. P. 1487–1510. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb07132.x
  21. Ekimova I., Minakova T., Ogneva T. Phisicochemistry of alkaline-earth metals oxides surface // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1698. P. 060014. https://doi.org/10.1063/1.4937869
  22. Cazenave J.-P., Davies J.A., Kazatchkine M.D., Aken W.G. Blood–surface interactions. Biological principles underlying haemocompatibility with artificial materials. Amsterdam: Elsevier, 1986. P. 282.
  23. Brady J., Dürig T., Lee P. I., Li J.-X. Polymer properties and characterization // Dev. Solid Oral Dosage Forms. 2017. V. 7. P. 181–223. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802447-8.00007-8

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».