Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах
Досліджено взаємодію композиційних систем на основі гідроксіапатиту і поліетиленгліколю (ГАП + ПЕГ) молекулярної маси (400 та 6000) з фізіологічними розчинами NaCl, Рінгера та Рінгера—Локка. Методами хімічного аналізу доведено, що композиційна система ГАП+ПЕГ 400 вступає у взаємодію з біологічними...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126849 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах / Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 8. — С. 43-50. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859792329758474240 |
|---|---|
| author | Бошицька, Н.В. Проценко, Л.С. Будиліна, О.М. Каплуненко, Н.В. Уварова, І.В. |
| author_facet | Бошицька, Н.В. Проценко, Л.С. Будиліна, О.М. Каплуненко, Н.В. Уварова, І.В. |
| citation_txt | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах / Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 8. — С. 43-50. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Досліджено взаємодію композиційних систем на основі гідроксіапатиту і поліетиленгліколю (ГАП + ПЕГ)
молекулярної маси (400 та 6000) з фізіологічними розчинами NaCl, Рінгера та Рінгера—Локка. Методами
хімічного аналізу доведено, що композиційна система ГАП+ПЕГ 400 вступає у взаємодію з біологічними середовищами, даючи можливість кальцію поступово вивільнятися з матеріалу. Порошкова система ГАП + ПЕГ 6000 у фізіологічних розчинах залишається хімічно стабільною. Методом ІЧ-спектроскопії доведено,
що на спектрограмах поверхні зразка ГАП + ПЕГ 400 після взаємодії з фізіологічними розчинами протягом
100 год присутні валентні коливання в діапазонах, що відповідають наявності ПЕГ. Можна припустити,
що довготривала наявність ПЕГ в системі з біологічними середовищами сприятиме відновленню нервових
імпульсів при кісткових дефектах. Показано, що композиційна система ГАП + ПЕГ 400 перспективна для
подальшого дослідження з метою розробки матеріалів ортопедичного призначення.
Исследовано взаимодействие композиционных систем на основе гидроксиапатита и полиэтиленгликоля
(ГАП+ПЭГ) молекулярной массы (400 и 6000) с физрастворами NaCl, Рингера и Рингера—Локка. Методами химического анализа доказано, что композиционная система ГАП + ПЭГ 400 вступает во взаимодействие с биологическими средами, давая возможность кальцию постепенно высвобождаться из материала.
Порошковая система ГАП + ПЭГ 6000 в физрастворах остается химически стабильной. Методом инфракрасной спектроскопии доказано, что на спектрограммах поверхности образца ГАП + ПЭГ 400 после взаимодействия с физрастворами в течение 100 ч присутствуют валентные колебания в диапазонах, которые
отвечают наличию ПЭГ. Можно допустить, что долговременное наличие ПЭГ в системе с биологическими
средами будет способствовать восстановлению нервных импульсов при костных дефектах. Показано, что
композиционная система ГАП + ПЭГ 400 является перспективной для дальнейшего исследования с целью
разработки материалов ортопедического назначения.
Interaction of composite systems on the bases of hydroxyapatite and polyethylene glycol (HAP + PEG) with
molecular weights of 400 and 6000 with physiological Ringer and Ringer-Locke solution of NaCl has been investigated.
By the methods of chemical analysis, it is established that the HAP + PEG 400 composite system interacts
with biological media liberating calcium from a material step-by-step. The powder HAP + PEG 6000 system
remains chemically stable during 100 h. By IR-spectroscopy, it is demonstrated that the spectrogram of surfaces
of HAP + PEG 400 and HAP + PEG 6000 samples after the interaction with physiological solutions during 100 h
contains valence vibrations in a range corresponding to the PEG presence. It can be supposed that the chemical
activity of HAP + PEG 400 material relative to calcium and the prolonged presence of polyethylene glycol in the
biological media help a reduction in both mineral metabolism and nervous impulses at bone defects. It is shown
that the composite HAP + PEG 400 system is promising for the future development of materials for orthopedic
applications.
|
| first_indexed | 2025-12-02T11:56:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
43ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 8
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
Поліетиленгліколь (продукт полімеризації оксиду етилену з етиленгліколем, да лі — ПЕГ)
поділяється на низькомолекулярний (ПЕГ 200, 300, 400, 600, 800 і 1000 [1]) та високомоле-
кулярний (ПЕГ 1500, 2000, 4000, 6000 та 8000 [2, 3]). ПЕГ мають цілу низку позитивних
властивостей: низьку токсичність; відсутність помітної по бічної дії на організм; розчинність
у воді та інших полярних розчинниках; стійкість до дії світла, температури і вологи; ма-
лу чутливість до зміни рН (при введенні до їх складу електролітів); стійкість до мікробної
контамінації за рахунок гідроксильних груп, які послаблюють бактерицидну дію.
Виявляють ПЕГ ще й виразну осмотичну активність, а це зумовлює їх широке засто-
сування у виробництві гелів для лікування інфікованих ран, де вони забезпечують як ос-
мотичну, так і дегідратаційну дії — що, у свою чергу, прискорює терміни загоєння рани. Ці
виняткові властивості ПЕГ пояснюються спіралеподібною конфігурацією молекул, яка
зберігається і при його розчиненні [4]. У цілому лікувальні препарати (ЛП), що містять
© Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова, 2017
МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.08.043
УДК 621.762
Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко,
О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ
Е-mail: nata25lia@gmail.com
Порівняльна фізико-хімічна стабільність
композиційних систем гідроксіапатит/поліетиленгліколь
400 та 6000 у біологічних середовищах
Представлено членом-кореспондентом НАН України О.М. Григорьєвим
Досліджено взаємодію композиційних систем на основі гідроксіапатиту і поліетиленгліколю (ГАП + ПЕГ)
молекулярної маси (400 та 6000) з фізіологічними розчинами NaCl, Рінгера та Рінгера—Локка. Методами
хімічного аналізу доведено, що композиційна система ГАП+ПЕГ 400 вступає у взаємодію з біологічними се-
редовищами, даючи можливість кальцію поступово вивільнятися з матеріалу. Порошкова система ГАП +
+ ПЕГ 6000 у фізіологічних розчинах залишається хімічно стабільною. Методом ІЧ-спектроскопії доведено,
що на спектрограмах поверхні зразка ГАП + ПЕГ 400 після взаємодії з фізіологічними розчинами протягом
100 год присутні валентні коливання в діапазонах, що відповідають наявності ПЕГ. Можна припустити,
що довготривала наявність ПЕГ в системі з біологічними середовищами сприятиме відновленню нервових
імпульсів при кісткових дефектах. Показано, що композиційна система ГАП + ПЕГ 400 перспективна для
подальшого дослідження з метою розробки матеріалів ортопедичного призначення.
Ключові слова: гідроксіапатит, поліетиленгліколь, фізіологічні розчини, хімічна стабільність, поверхня.
44 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 8
Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова
ПЕГ, мають високу ефективність, і особливо при ексудативних дерматозах, для лікуван-
ня яких не можуть бути використані ліки на жирових і вуглеводневих носіях.
Так, ПЕГ-гелі добре розчиняють велику кількість лікувальних речовин і легко їх ви-
вільняють, забезпечуючи гарний контакт зі шкірою чи рановою поверхнею тканини, а це, у
свою чергу, значно підвищує їхні абсорбцію та активність. Також, на відміну від мазей на
гідрофобних основах, вони забезпечують надходження лікувальних речовин до усіх про-
блемних ділянок зі скупченнями мікрофлори і знижують стійкість цих останніх до анти-
септиків. Крім того, дисперсні системи у вигляді ПЕГ-гелів легко змиваються, можуть збе-
рігатися тривалий час та не гіркнуть. Завдяки вищезазначеним властивостям ПЕГ входять
до рецептур багатьох ЛП, не лише поліпшуючи технологічні характеристики та підвищую-
чи ефективність цих останніх, а й маючи власну лікувальну ефективність. Причому є всі
підстави вважати, що на сьогодні у виробництві найрізноманітніших ЛП використано дале-
ко не всі потенційні можливості ПЕГ [5, 6].
У зв’язку з вищенаведеним слід нагадати, що, як відомо, травма спинного мозку нале-
жить до найтяжчих захворювань нервової системи і далеко не у всіх випадках піддаєть-
ся хірургічному та медикаментозному лікуванню [7]. Водночас, дослідники з Університету
Пердью́ (англ. Purdue University, м. Уест-Лафайєт, штат Індіана, США) переконані, що зці-
лення від цієї хвороби можливе завдяки найновішим досягненням нанотехнологій. Зокре-
ма, на сьогодні вже синтезовано колоїдний розчин покритих ПЕГ наночастинок оскиду
кремнію [8, 9] і показано, що при їх використанні, наприклад, при травмах спинного мозку
щурів відновлення нейросиґналу спостерігається вже через 15—20 хв. після відповідної
ін’єкції [10]. Загалом ПЕГ вже понад 30 років вивчається та використовується як речови-
на, що стимулює злиття кліткових мембран, а його безпечність для організму було дослі-
дже но у чималій кількості робіт, проте для відновлення пошкодженого спинного мозку з
використанням колоїдного розчину наночастинок він був застосований уперше.
Мета цієї роботи — розробка композиційної системи на основі гідроксиапатиту і по-
ліетиленгліколю (далі — ГАП+ПЕГ) різної молекулярної маси (400 та 6000) з необхідною
для медичного застосування фізико-хімічною стабільністю у біологічних середовищах жи-
вого організму.
Матеріали та методи дослідження. У роботі використовували порошок ГАП, синте-
зованого з використанням “мокрого” хімічного методу шляхом осадження зі змішаних вод-
них розчинів (NH4)2HPO4 та Са(NO3)2 із додаванням розчину NH4OH і дотриманням умо-
ви, що рН = 9,5.
Аналіз поверхонь порошків та компактних зразків на їхній основі проводили методом
ІЧ-спектроскопії – одним із методів оптичного спектрального аналізу, що базується на здат-
ності речовини вибірково взаємодіяти з електромагнітним випромінюванням — із погли-
нанням енергії в ІЧ ділянці спектра, яка є його довгохвильовою частиною (з довжинами
хвиль 0,75—1000 мкм) і має ближню (0,75—2,5 мкм), середню (2,5—50 мкм) і дальню (50—
1000 мкм) області [11].
Рентгеноструктурні дослідження фазового складу синтезованого ГАП-порошку про во-
дили з використанням рентгенівського дифрактометра “ДРОН-3,0” в Со Kα -випромі ню ван ні.
Фазовий склад визначали шляхом порівняння міжплощинних відстаней, розра хо ва них за
експериментально записаними дифрактограмами (із наведеними в інтернаціональних та-
45ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 8
Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних систем гідроксіапатит/поліетиленгліколь ...
блицях дифракційними даними). Кількість знайдених фаз визначали за співвідношеннями
найінтенсивніших ліній цих фаз на дифрактограмах [12].
У роботі використовували ПЕГ 400 фірми “БАРВА-ФРАМ” (ТУ У 24.1-25066661-002:
2008) та ПЕГ 6000 тієї самої фірми (ТУ 2483-008-71150986-2006).
Композиційні системи ГАП+ПЕГ отримували шляхом додавання наважок ПЕГ 400 або
ПЕГ 6000 до 96 %-го медичного спирту. В отриманий розчин вносили наважку ГАП, пос тій-
но помішуючи, щоб забезпечити рівномірний розподіл ГАП-порошку. Після випаровування
спирту одержували композиційні системи ГАП + 10 % ПЕГ 400 та ГАП + 10 % ПЕГ 6000.
В якості біологічних середовищ використовували:
0,9%-й розчин NaCl: 9 г/л NaCl, рН = 6,7;
розчин Рінгера (г/л): NaCl — 8,6; KCl — 0,3; CaCl2 — 0,33;
розчин Рінгера—Локка (г/л): натрію хлориду — 9,0; натрію гідрокарбонату — 0,2; каль-
цію хлориду — 0,2; калію хлориду — 0,2; глюкози — 5 %.
Оскільки досліджувані середовища близькі за своїм хімічним складом до тканинної рі-
дини та застосовуються в медичній практиці для внутрішньовенного введення, це дає нам
право ввести до них термін “біологічні середовища живого організму”.
В якості неорганічного середовища використовували дистильовану воду. Кальцій у
фільт ратах біологічних середовищ визначали трилонометричним методом [13].
Наважки порошків ГАП+ПЕГ витримували в біологічних середовищах протягом 100 год і
визначали зміну маси наважки та кількість кальцію в фільтраті біологічних середовищ до і
після взаємодії.
Результати досліджень та їх обговорення. На рис. 1 наведено рентгенограму порошку
ГАП, основною фазою якого є Ca5(PO4)3OH.
Методом седиментаційного аналізу визначено, що розмір частинок синтезованого по-
рошку знаходиться у діапазоні значень 30—40 мкм.
В таблиці наведено дані щодо взаємодії систем ГАП + ПЕГ 400 із розчином Рінгера та водою.
Для композиційної системи ГАП + ПЕГ 6000 ніяких змін маси наважки після взаємо-
дії як із водою, так і з розчином Рінгера не відбувалося, а кількість кальцію в фільтратах
Рис. 1. Дифрактограма синтезованого порошку ГАП: 1 — Ca5(PO4)3OH
46 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 8
Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова
Рис. 2. Інфрачервоні спектри композиційної системи ГАП +10 %
ПЕГ 400: 1 — ПЕГ 400; 2 — ГАП; 3 — ГАП+10 % ПЕГ 400; 4 — ГАП+10 %
ПЕГ 400 після взаємодії з фізіологічним розчином
Рис. 3. Інфрачервоні спектри композиційної системи ГАП та 10 %
ПЕГ 6000: 1 — ПЕГ 6000; 2 — ГАП+10 % ПЕГ 6000; 3 — ГАП+10 %
ПЕГ 6000 після взаємо дії з фізіологічним розчином
47ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 8
Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних систем гідроксіапатит/поліетиленгліколь ...
біологічних середовищ становила 0 мг/100 мл (із поправкою на кількість кальцію у ви-
хідних розчинах). Ці дані свідчать про те, що високомолекулярний ПЕГ 6000 покриває
порошок гідроксіапатиту досить щільним шаром, перешкоджаючи взаємодії Са з тканин-
ною рідиною.
При взаємодії системи ГАП + ПЕГ 400 із водою та розчином Рінгера маса наважки змен-
шується більше для розчину Рінгера — у ~2 рази (див. таблицю). Кількість кальцію у фільтра-
ті біологічних середовищ після 100 год взаємодії становить ~0,043 мг/100 мл для води та
~0,098 мг/100 мл для розчину Рінгера, і така присутність кальцію у фільтратах фізіоло гічних
розчинів після взаємодії з композиційною системою ГАП + ПЕГ 400 свідчить про те, що
низькомолекулярний ПЕГ вкриває поверхню ГАП не щільно, що дає змогу гідроксиапатиту
вступати у реакції з біологічними середовищами. Цей процес сприятиме відновленню каль-
цієвого обміну між композиційним матеріалом, кістковою тканиною та тканинною рідиною,
а це є визначальним у замісній терапії кісткових дефектів і захворювань нервової системи.
З метою більш детального дослідження поверхневого стану композиційної системи
ГАП + ПЕГ із молекулярними масами 400 та 6000 використано метод ІЧ-спектроскопії
(рис. 2 та 3). Для більшої інформативності дані для ГАП + ПЕГ із різними молекулярними
масами наведено в тих діапазонах, які є найвиразнішими саме для кожної з цих систем.
Показано, що утворена композиційна система характеризується частотами ν = ~875, ~1414,
~1506, ~1539 та ~1558, що притаманні смугам поглинання ПЕГ 400 — крива 1 на рис. 2 та
ПЕГ 6000 — крива 1 на рис.3. Також методом ІЧ-спектроскопії показано, що після взаємодії
з фізіологічними розчинами композиційної системи ГАП + ПЕГ із молекулярними масами
400 та 6000 практично ніяких змін ІЧ спектрів не спостерігається(криві 3, 4 на рис. 2 та 3).
Наявність ПЕГ у композиційній системі ГАП + ПЕГ (як 400, так і 6000) після взаємодії
з фізіологічними розчинами протягом 100 год свідчить про те, що отримана система є до-
статньо стабільною, а, отже, наявність ПЕГ у ГАП-порошку сприятиме відновленню нерво-
вих імпульсів у тканинах при кісткових пошкодженнях.
Отримані дані свідчать про те, що композиційна система ГАП/ПЕГ400 досить актив-
но вступає у взаємодію з розчином Рінгера. При цьому наявність кальцію у фільтратах до-
зволяє припустити, що поверхня порошку ГАП не щільно вкрита ПЕГ 400, який, ймовір-
но, частково розчиняється в біологічних середовищах.
Таким чином, встановлено, що розроблені порошкові системи ГАП + ПЕГ 400 та 6000
мають різну хімічну стабільність у біологічних середовищах живого організму, виходячи зі
щільності покриття частинок порошку високомолекулярним ПЕГ 6000 або ж низькомо-
лекулярним ПЕГ 400.
Методами хімічного аналізу до-
ведено, що композиційна система
ГАП + ПЕГ 400 вступає у взаємодію з
біологічними середовищами, даючи
можливість кальцію поступово ви-
вільнятися з матеріалу.
Показано, що порошок ГАП+ПЕГ
6000 у фізіологічних розчинах зали-
шається хімічно стабільною системою
Зміни маси наважок системи ГАП + ПЕГ 400
після взаємодії з водою та розчином Рінгера
Біологічні
середовища
Маса
наважки
вихідна
Маса
наважки після
взаємодії
Різниця
Н2О 0,5033 0,4218 0,0815
Розчин
Рінгера 0,5038 0,3400 0,16138
48 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 8
Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова
і не вивільняє кальцій, а це, в свою чергу, може перешкоджати хімічному обміну між до-
сліджуваним матеріалом та біологічними середовищами живого організму.
Методом ІЧ-спектроскопії доведено, що на спектрограмах поверхні зразка ГАП + ПЕГ
400 після взаємодії з фізіологічними розчинами протягом 100 год присутні валентні коли-
вання в діапазонах, що відповідають наявності ПЕГ. Можна припустити, що довготривала
наявність ПЕГ в системі з біологічними середовищами сприятиме відновленню нервових
імпульсів при кісткових дефектах.
Показано, що саме композиційна система ГАП + ПЕГ 400 є перспективною з погляду її
подальшого використання при розробці широкого спектра різнофункціональних матеріалів
ортопедичного призначення.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Delgado С., Francis G., Fisher D. The Uses and Properties of PEG-Linked Proteins. Crit. Rev. Ther. Drug
Carrier Syst. 1992. 9 (3/4). Р. 249—304.
2. Вruсе А. Clinical Considerations in Pegylated Protein Therapy. From Research to Practice. 2001. 3 (1).
Р. 3—9.
3. Batiza R., White J.D.L. Submarine Lavas and Hyaloclastite. Encyclopedia of Volcanoes; 1417 p. Ed. H.
Sigurdsson. New York: Academic Press, 1999. 363 p.
4. Garratty G. Modulating the Red Cell Membrane to Produce Universal/Stealth Donor Red Cells Suitable for
Transfusion. Vox Sanguinis. 2008. 94, №. 2. P. 87—95.
5. Перцiв І.М., Даценко Б.М., Гунько В.Г. Розробка лікарських препаратів багатонаправленої дії на гнійно-
запальний процес: обґрунтування складу, виробництво, клінічний досвід та застосування. Фармац.
журн. 1991. № 3. С. 5; 56—61; 65—68.
6. Jaiswal J., Gupta S.K., Kreuter J. Preparation of Biodegradable Cyclosporine Nanoparticles by High-Pressure
Emulsion-Solvent Evaporation Process. J. Control. Release. 2004. №. 96. P. 169—178.
7. Bittner G.D. et al. Rapid, Effective, and Long-Lasting Behavioral Recovery Produced by Microsutures,
Methylene Blue, and Polyethylene Glycol after Completely Cutting Rat Sciatic Nerves. J. Neuroscience
Research. 2012. 90 (5). P. 967—980 [Ел. ресурс. Режим доступу: doi:10.1002/jnr.23023].
8. Bittner G. . et al. Melatonin Enhances the in vitro and in vivo Repair of Severed Rat Sciatic Axons. Neuroscience
Lett. 2005. 376 (2). P. 98—101.
9. Britt J.M., Kane J.R., Spaeth C.S. et al. Polyethylene Glycol Rapidly Restores Axonal Integrity and Improves
the Rate of Motor Behavior Recovery after Sciatic Nerve Crush Injury. J. Neurophysiology. 2010. 104 (2).
P. 695—703.
10. Sexton K.W., Pollins A.C., Cardwell N.L. et al. Polyethylene Glycol Rapidly Restores Axonal Integrity and
Improves the Rate of Motor Behavior Recovery after Sciatic Nerve Crush Injury. J. Surgical Research. 2012.
177 (2). C. 392—400.
11. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. Москва: Высш. шк., 1987. 367 с.
12. Лиопо В.А., Гимпель Н.Н., Васильев Е.К. Рентгеновский фазовый анализ с использованием базы дан-
нях. Применение рентгеновских лучей в науке и технике. Иркутск. гос. ун-тет, 1995. С. 125—131.
13. Крылов А.А., Кац А.М. и др. Руководство для клинико-диагностических лабораторий. Ленинград:
Медицина, 1981. 212 с.
Надійшло до редакції 23.03.2017
REFERENCES
1. Delgado, С., Francis, G. & Fisher, D. (1992). The Uses and Properties of PEG-Linked Proteins. Crit. Rev.
Ther. Drug Carrier Syst., 9 (3/4), pp. 249-304.
2. Вruсе, А. (2001). Clinical considerations in pegylated protein therapy. From Research to Practice, 3 (1),
pp. 3-9.
49ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 8
Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних систем гідроксіапатит/поліетиленгліколь ...
3. Batiza, R. & White, J. D. L. (1999). Submarine Lavas and Hyaloclastite. Encyclopedia of Volcanoes; 1417 p.
Ed. H. Sigurdsson. New York: Academic Press.
4. Garratty, G. (2008). Modulating the Red Cell Membrane to Produce Universal/Stealth Donor Red Cells
Suitable for Transfusion. Vox Sanguinis, 94, No. 2, pp. 87-95.
5. Pertsiv, I.M, Datsenko, B. M, Gunko, V. Y. (1991). Development of drugs multidirectional action on purulent
inflammation: study of manufacturing, clinical experience and application. Pha. Zh., No. 3, pp. 5; 56-61; 65-68
(in Ukrainian).
6. Jaiswal, J., Gupta, S. K. & Kreuter, J. (2004). Preparation of Biodegradable Cyclosporine Nanoparticles by
High-Pressure Emulsion-Solvent Evaporation Process. J. Control. Release, No. 96, pp. 169-178.
7. Bittner, G. D. et al. (2012). Rapid, Effective, and Long-Lasting Behavioral Recovery Produced by Micro su-
tures, Methylene Blue, and Polyethylene Glycol after Completely Cutting Rat Sciatic Nerves. J. Neuroscience
Research, 90 (5), pp. 967-980.
8. Bittner, G. D. et al. (2005). Melatonin Enhances the in vitro and in vivo Repair of Severed Rat Sciatic Axons.
Neuroscience Letters, 376 (2), pp. 98-101.
9. Britt, J. M., Kane, J. R., Spaeth, C. S. et al. (2010). Polyethylene Glycol Rapidly Restores Axonal Integrity
and Improves the Rate of Motor Behavior Recovery after Sciatic Nerve Crush Injury. J. Neurophysiology, 104
(2), pp. 695-703.
10. Sexton, K. W., Pollins, A. C., Cardwell, N. L. et al. (2012). Polyethylene Glycol Rapidly Restores Axonal
Integrity and Improves the Rate of Motor Behavior Recovery after Sciatic Nerve Crush Injury. J. Surgical
Research, 177 (2), pp. 392-400.
11. Pentin, Yu. A. & Vilkov, L. (1987). Physical methods of research in chemistry. Moscow: Higher School (in
Russian).
12. Liopo, V. A., Himpel, N. N. & Vasyl’yev, Ye. K. (1995). X-ray phase analysis using a database. X-ray application
in science and technology.Irkutsk. State. Univ., pp. 125-131 (in Russian).
13. Krylov, A. A, Kats, A. M and others. (1981). Manual for clinical diagnostic laboratories. Leningrad: Medicine
(in Russian).
Received 23.03.2017
Н.В. Бошицкая, Л.С. Проценко,
О.Н. Будылина, Н.В. Каплуненко, И.В. Уварова
Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев
Е-mail: nata25lia@gmail.com
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ
СТАБИЛЬНОСТЬ КОМПОЗИЦИОННЫХ СИСТЕМ ГИДРОКСИАПАТИТ/
ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ 400 И 6000 В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ
Исследовано взаимодействие композиционных систем на основе гидроксиапатита и полиэтиленгликоля
(ГАП+ПЭГ) молекулярной массы (400 и 6000) с физрастворами NaCl, Рингера и Рингера—Локка. Ме то-
да ми химического анализа доказано, что композиционная система ГАП + ПЭГ 400 вступает во взаимодей-
ствие с биологическими средами, давая возможность кальцию постепенно высвобождаться из материала.
Порошковая система ГАП + ПЭГ 6000 в физрастворах остается химически стабильной. Методом инфра-
красной спектроскопии доказано, что на спектрограммах поверхности образца ГАП + ПЭГ 400 после вза-
имодействия с физрастворами в течение 100 ч присутствуют валентные колебания в диапазонах, которые
отвечают наличию ПЭГ. Можно допустить, что долговременное наличие ПЭГ в системе с биологическими
средами будет способствовать восстановлению нервных импульсов при костных дефектах. Показано, что
композиционная система ГАП + ПЭГ 400 является перспективной для дальнейшего исследования с целью
разработки материалов ортопедического назначения.
Ключевые слова: гидроксиапатит, полиэтиленгликоль, физиологические растворы, химическая стабиль-
ность, поверхность.
50 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 8
Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова
N.V. Boshytska, L.S. Protsenko,
O.N. Budilina, N.V. Kaplunenko, I.V. Uvarova
Frantsevich Institute for Problems of Material Sciences of the NAS of Ukraine, Kiev
Е-mail: nata25lia@gmail.com
COMPARATIVE PHYSICAL CHEMICAL STABILITY
OF COMPOSITION SYSTEMS OF HYDROXYAPATITE/
POLYETHYLENЕGLYCOL 400 AND 6000 IN BIOLOGICAL MEDIA
Interaction of composite systems on the bases of hydroxyapatite and polyethylene glycol (HAP + PEG) with
molecular weights of 400 and 6000 with physiological Ringer and Ringer-Locke solution of NaCl has been inves-
tigated. By the methods of chemical analysis, it is established that the HAP + PEG 400 composite system inter-
acts with biological media liberating calcium from a material step-by-step. The powder HAP + PEG 6000 system
remains chemically stable during 100 h. By IR-spectroscopy, it is demonstrated that the spectrogram of surfaces
of HAP + PEG 400 and HAP + PEG 6000 samples after the interaction with physiological solutions during 100 h
contains valence vibrations in a range corresponding to the PEG presence. It can be supposed that the chemical
activity of HAP + PEG 400 material relative to calcium and the prolonged presence of polyethylene glycol in the
biological media help a reduction in both mineral metabolism and nervous impulses at bone defects. It is shown
that the composite HAP + PEG 400 system is promising for the future development of materials for orthopedic
applications.
Keywords: hydroxyapatite, polyethylene glycol, physiological solution, chemical stability, surface.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126849 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-02T11:56:06Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бошицька, Н.В. Проценко, Л.С. Будиліна, О.М. Каплуненко, Н.В. Уварова, І.В. 2017-12-04T16:08:06Z 2017-12-04T16:08:06Z 2017 Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах / Н.В. Бошицька, Л.С. Проценко, О.М. Будиліна, Н.В. Каплуненко, І.В. Уварова // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 8. — С. 43-50. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.08.043 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126849 621.762 Досліджено взаємодію композиційних систем на основі гідроксіапатиту і поліетиленгліколю (ГАП + ПЕГ) молекулярної маси (400 та 6000) з фізіологічними розчинами NaCl, Рінгера та Рінгера—Локка. Методами хімічного аналізу доведено, що композиційна система ГАП+ПЕГ 400 вступає у взаємодію з біологічними середовищами, даючи можливість кальцію поступово вивільнятися з матеріалу. Порошкова система ГАП + ПЕГ 6000 у фізіологічних розчинах залишається хімічно стабільною. Методом ІЧ-спектроскопії доведено, що на спектрограмах поверхні зразка ГАП + ПЕГ 400 після взаємодії з фізіологічними розчинами протягом 100 год присутні валентні коливання в діапазонах, що відповідають наявності ПЕГ. Можна припустити, що довготривала наявність ПЕГ в системі з біологічними середовищами сприятиме відновленню нервових імпульсів при кісткових дефектах. Показано, що композиційна система ГАП + ПЕГ 400 перспективна для подальшого дослідження з метою розробки матеріалів ортопедичного призначення. Исследовано взаимодействие композиционных систем на основе гидроксиапатита и полиэтиленгликоля (ГАП+ПЭГ) молекулярной массы (400 и 6000) с физрастворами NaCl, Рингера и Рингера—Локка. Методами химического анализа доказано, что композиционная система ГАП + ПЭГ 400 вступает во взаимодействие с биологическими средами, давая возможность кальцию постепенно высвобождаться из материала. Порошковая система ГАП + ПЭГ 6000 в физрастворах остается химически стабильной. Методом инфракрасной спектроскопии доказано, что на спектрограммах поверхности образца ГАП + ПЭГ 400 после взаимодействия с физрастворами в течение 100 ч присутствуют валентные колебания в диапазонах, которые отвечают наличию ПЭГ. Можно допустить, что долговременное наличие ПЭГ в системе с биологическими средами будет способствовать восстановлению нервных импульсов при костных дефектах. Показано, что композиционная система ГАП + ПЭГ 400 является перспективной для дальнейшего исследования с целью разработки материалов ортопедического назначения. Interaction of composite systems on the bases of hydroxyapatite and polyethylene glycol (HAP + PEG) with molecular weights of 400 and 6000 with physiological Ringer and Ringer-Locke solution of NaCl has been investigated. By the methods of chemical analysis, it is established that the HAP + PEG 400 composite system interacts with biological media liberating calcium from a material step-by-step. The powder HAP + PEG 6000 system remains chemically stable during 100 h. By IR-spectroscopy, it is demonstrated that the spectrogram of surfaces of HAP + PEG 400 and HAP + PEG 6000 samples after the interaction with physiological solutions during 100 h contains valence vibrations in a range corresponding to the PEG presence. It can be supposed that the chemical activity of HAP + PEG 400 material relative to calcium and the prolonged presence of polyethylene glycol in the biological media help a reduction in both mineral metabolism and nervous impulses at bone defects. It is shown that the composite HAP + PEG 400 system is promising for the future development of materials for orthopedic applications. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах Сравнительная физико-химическая стабильность композиционных систем гидроксиапатит/полиэтиленгликоль 400 и 6000 в биологических средах Comparative physical chemical stability of composition systems of hydroxyapatite/ polyethylene glycol 400 and 6000 in biological media Article published earlier |
| spellingShingle | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах Бошицька, Н.В. Проценко, Л.С. Будиліна, О.М. Каплуненко, Н.В. Уварова, І.В. Матеріалознавство |
| title | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| title_alt | Сравнительная физико-химическая стабильность композиционных систем гидроксиапатит/полиэтиленгликоль 400 и 6000 в биологических средах Comparative physical chemical stability of composition systems of hydroxyapatite/ polyethylene glycol 400 and 6000 in biological media |
| title_full | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| title_fullStr | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| title_full_unstemmed | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| title_short | Порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| title_sort | порівняльна фізико-хімічна стабільність композиційних ситем гідроксиапатит/поліетиленгліколь 400 та 6000 у біологічних середовищах |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126849 |
| work_keys_str_mv | AT bošicʹkanv porívnâlʹnafízikohímíčnastabílʹnístʹkompozicíinihsitemgídroksiapatitpolíetilenglíkolʹ400ta6000ubíologíčnihseredoviŝah AT procenkols porívnâlʹnafízikohímíčnastabílʹnístʹkompozicíinihsitemgídroksiapatitpolíetilenglíkolʹ400ta6000ubíologíčnihseredoviŝah AT budilínaom porívnâlʹnafízikohímíčnastabílʹnístʹkompozicíinihsitemgídroksiapatitpolíetilenglíkolʹ400ta6000ubíologíčnihseredoviŝah AT kaplunenkonv porívnâlʹnafízikohímíčnastabílʹnístʹkompozicíinihsitemgídroksiapatitpolíetilenglíkolʹ400ta6000ubíologíčnihseredoviŝah AT uvarovaív porívnâlʹnafízikohímíčnastabílʹnístʹkompozicíinihsitemgídroksiapatitpolíetilenglíkolʹ400ta6000ubíologíčnihseredoviŝah AT bošicʹkanv sravnitelʹnaâfizikohimičeskaâstabilʹnostʹkompozicionnyhsistemgidroksiapatitpoliétilenglikolʹ400i6000vbiologičeskihsredah AT procenkols sravnitelʹnaâfizikohimičeskaâstabilʹnostʹkompozicionnyhsistemgidroksiapatitpoliétilenglikolʹ400i6000vbiologičeskihsredah AT budilínaom sravnitelʹnaâfizikohimičeskaâstabilʹnostʹkompozicionnyhsistemgidroksiapatitpoliétilenglikolʹ400i6000vbiologičeskihsredah AT kaplunenkonv sravnitelʹnaâfizikohimičeskaâstabilʹnostʹkompozicionnyhsistemgidroksiapatitpoliétilenglikolʹ400i6000vbiologičeskihsredah AT uvarovaív sravnitelʹnaâfizikohimičeskaâstabilʹnostʹkompozicionnyhsistemgidroksiapatitpoliétilenglikolʹ400i6000vbiologičeskihsredah AT bošicʹkanv comparativephysicalchemicalstabilityofcompositionsystemsofhydroxyapatitepolyethyleneglycol400and6000inbiologicalmedia AT procenkols comparativephysicalchemicalstabilityofcompositionsystemsofhydroxyapatitepolyethyleneglycol400and6000inbiologicalmedia AT budilínaom comparativephysicalchemicalstabilityofcompositionsystemsofhydroxyapatitepolyethyleneglycol400and6000inbiologicalmedia AT kaplunenkonv comparativephysicalchemicalstabilityofcompositionsystemsofhydroxyapatitepolyethyleneglycol400and6000inbiologicalmedia AT uvarovaív comparativephysicalchemicalstabilityofcompositionsystemsofhydroxyapatitepolyethyleneglycol400and6000inbiologicalmedia |