Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo
These studies are aimed on the development of bioactive complex glass-ceramic calcium-phosphate-silicate materials, which are characterized by a reduced fusion with bone tissue in vivo. The aim of this work is to determine the effect of the level of resorption of complex calcium-phosphate-silicate m...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/545 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-545 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T10:02:32Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
склокристалічні матеріали альбумін вилуговування біорезорбція структура поверхня |
| spellingShingle |
склокристалічні матеріали альбумін вилуговування біорезорбція структура поверхня Savvova, O. V. Shimon, V. M. Babich, O. V. Fesenko, O. I. Sheregiy, A. A. Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| topic_facet |
glass-ceramic materials albumin leaching bioresorption structure surface склокристалічні матеріали альбумін вилуговування біорезорбція структура поверхня стеклокристаллические материалы альбумин выщелачивание биорезорбция структура поверхность |
| format |
Article |
| author |
Savvova, O. V. Shimon, V. M. Babich, O. V. Fesenko, O. I. Sheregiy, A. A. |
| author_facet |
Savvova, O. V. Shimon, V. M. Babich, O. V. Fesenko, O. I. Sheregiy, A. A. |
| author_sort |
Savvova, O. V. |
| title |
Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_short |
Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_full |
Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_fullStr |
Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_full_unstemmed |
Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_sort |
вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo |
| title_alt |
Influence of calciumphosphate-silicate glass-ceramic materials on the capability to bind albumin in vitro and in vivo biocompatibility Влияние выщелачивания кальцийфосфатосиликатных стеклокристаллических материалов на способность к связыванию с альбумином in vitro и биосовместимость in vivo |
| description |
These studies are aimed on the development of bioactive complex glass-ceramic calcium-phosphate-silicate materials, which are characterized by a reduced fusion with bone tissue in vivo. The aim of this work is to determine the effect of the level of resorption of complex calcium-phosphate-silicate materials and free surface energy on the nature of their binding to albumin in vitro.The calcium ion yield from the material after exposure to distilled water, after one, five, and 15 days, and after exposure in 10 % -albumin solution, after 5 days, was carried out by flame atomic absorption spectrometry using an Agilent AA 240FS device.The surface microrelief was evaluated by the average mean of the profile (Ra) and determined using a Surtronic 3+ profilometer. The value of the free energy of the surface for complex materials was determined after exposure to albumin by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method. Histological examinations were performed using an Olympus BX63 light microscope. The structure of cells and intercellular fluid was recorded using a digital camera DP73 (Olympus) and software “Cell Sens Dimention 1.8.1”. Samples of the femur of rats, 30 days after implant implantation, which was made of the developed glass-ceramic material, were stained with Weigertpicro-fuchsin and eosin, Van Giesonpicro-fuchsin.To obtain the initial model glasses, the R2О–CaF2–RO–RO2–R2O3–R2O5–MoO3–SiO2system was selected as the basis of glass-ceramic materials, and 5 compositions were synthesized at the temperature of 1250?1350 °С. To obtain combined glass-ceramic materials, model glass powders were used with addition of 5 wt. % (per 100 wt. % model glass) yttrium stabilized zirconia (DTS 1). The powders were pressed using carboxymethyl cellulose as a binder and fired at 750?800 °C for 15 minutes. The samples obtained were characterized by the presence of hydroxyapatite crystals in an amount of 50?60 vol. %.The solubility of the developed materials in water is determined by the properties of the glass-phase (the degree of silicon-oxygen skeleton bonding) and the hydroxyapatite content has been found. The process of binding calcium to albumin (the mass fraction of bound calcium in a solution of 15.67 mg/dm3) for the developed materials is determined by the characteristics of the surface of the materials (FSE = 74.6 mJ/m2, Ra = 3.4 mcm), the features of their structure (fSi = 0.28, the number of HA crystals = 60 vol. %, with a crystal size of 1.0 ?m) and the nature of dissolution. An in vivo study of the samples confirmed the possibility of creating biocompatible materials with a reduced splicing time with bone tissue.As a result of an experimental study using histological methods, it has been determined that the ASZ-5 material is biocompatible, characterized by osteoinductive and osteoconductive properties. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/545 |
| work_keys_str_mv |
AT savvovaov influenceofcalciumphosphatesilicateglassceramicmaterialsonthecapabilitytobindalbumininvitroandinvivobiocompatibility AT shimonvm influenceofcalciumphosphatesilicateglassceramicmaterialsonthecapabilitytobindalbumininvitroandinvivobiocompatibility AT babichov influenceofcalciumphosphatesilicateglassceramicmaterialsonthecapabilitytobindalbumininvitroandinvivobiocompatibility AT fesenkooi influenceofcalciumphosphatesilicateglassceramicmaterialsonthecapabilitytobindalbumininvitroandinvivobiocompatibility AT sheregiyaa influenceofcalciumphosphatesilicateglassceramicmaterialsonthecapabilitytobindalbumininvitroandinvivobiocompatibility AT savvovaov vliânievyŝelačivaniâkalʹcijfosfatosilikatnyhsteklokristalličeskihmaterialovnasposobnostʹksvâzyvaniûsalʹbuminominvitroibiosovmestimostʹinvivo AT shimonvm vliânievyŝelačivaniâkalʹcijfosfatosilikatnyhsteklokristalličeskihmaterialovnasposobnostʹksvâzyvaniûsalʹbuminominvitroibiosovmestimostʹinvivo AT babichov vliânievyŝelačivaniâkalʹcijfosfatosilikatnyhsteklokristalličeskihmaterialovnasposobnostʹksvâzyvaniûsalʹbuminominvitroibiosovmestimostʹinvivo AT fesenkooi vliânievyŝelačivaniâkalʹcijfosfatosilikatnyhsteklokristalličeskihmaterialovnasposobnostʹksvâzyvaniûsalʹbuminominvitroibiosovmestimostʹinvivo AT sheregiyaa vliânievyŝelačivaniâkalʹcijfosfatosilikatnyhsteklokristalličeskihmaterialovnasposobnostʹksvâzyvaniûsalʹbuminominvitroibiosovmestimostʹinvivo AT savvovaov vplivvilugovuvannâkalʹcíjfosfatosilíkatnihsklokristalíčnihmateríalívnazdatnístʹdozvâzuvannâzalʹbumínominvitrotabíosumísnístʹinvivo AT shimonvm vplivvilugovuvannâkalʹcíjfosfatosilíkatnihsklokristalíčnihmateríalívnazdatnístʹdozvâzuvannâzalʹbumínominvitrotabíosumísnístʹinvivo AT babichov vplivvilugovuvannâkalʹcíjfosfatosilíkatnihsklokristalíčnihmateríalívnazdatnístʹdozvâzuvannâzalʹbumínominvitrotabíosumísnístʹinvivo AT fesenkooi vplivvilugovuvannâkalʹcíjfosfatosilíkatnihsklokristalíčnihmateríalívnazdatnístʹdozvâzuvannâzalʹbumínominvitrotabíosumísnístʹinvivo AT sheregiyaa vplivvilugovuvannâkalʹcíjfosfatosilíkatnihsklokristalíčnihmateríalívnazdatnístʹdozvâzuvannâzalʹbumínominvitrotabíosumísnístʹinvivo |
| first_indexed |
2025-07-22T19:33:58Z |
| last_indexed |
2025-07-22T19:33:58Z |
| _version_ |
1844168292039655424 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5452022-06-29T10:02:32Z Influence of calciumphosphate-silicate glass-ceramic materials on the capability to bind albumin in vitro and in vivo biocompatibility Влияние выщелачивания кальцийфосфатосиликатных стеклокристаллических материалов на способность к связыванию с альбумином in vitro и биосовместимость in vivo Вплив вилуговування кальційфосфатосилікатних склокристалічних матеріалів на здатність до зв’язування з альбуміном in vitro та біосумісність in vivo Savvova, O. V. Shimon, V. M. Babich, O. V. Fesenko, O. I. Sheregiy, A. A. glass-ceramic materials albumin leaching bioresorption structure surface склокристалічні матеріали альбумін вилуговування біорезорбція структура поверхня стеклокристаллические материалы альбумин выщелачивание биорезорбция структура поверхность These studies are aimed on the development of bioactive complex glass-ceramic calcium-phosphate-silicate materials, which are characterized by a reduced fusion with bone tissue in vivo. The aim of this work is to determine the effect of the level of resorption of complex calcium-phosphate-silicate materials and free surface energy on the nature of their binding to albumin in vitro.The calcium ion yield from the material after exposure to distilled water, after one, five, and 15 days, and after exposure in 10 % -albumin solution, after 5 days, was carried out by flame atomic absorption spectrometry using an Agilent AA 240FS device.The surface microrelief was evaluated by the average mean of the profile (Ra) and determined using a Surtronic 3+ profilometer. The value of the free energy of the surface for complex materials was determined after exposure to albumin by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method. Histological examinations were performed using an Olympus BX63 light microscope. The structure of cells and intercellular fluid was recorded using a digital camera DP73 (Olympus) and software “Cell Sens Dimention 1.8.1”. Samples of the femur of rats, 30 days after implant implantation, which was made of the developed glass-ceramic material, were stained with Weigertpicro-fuchsin and eosin, Van Giesonpicro-fuchsin.To obtain the initial model glasses, the R2О–CaF2–RO–RO2–R2O3–R2O5–MoO3–SiO2system was selected as the basis of glass-ceramic materials, and 5 compositions were synthesized at the temperature of 1250?1350 °С. To obtain combined glass-ceramic materials, model glass powders were used with addition of 5 wt. % (per 100 wt. % model glass) yttrium stabilized zirconia (DTS 1). The powders were pressed using carboxymethyl cellulose as a binder and fired at 750?800 °C for 15 minutes. The samples obtained were characterized by the presence of hydroxyapatite crystals in an amount of 50?60 vol. %.The solubility of the developed materials in water is determined by the properties of the glass-phase (the degree of silicon-oxygen skeleton bonding) and the hydroxyapatite content has been found. The process of binding calcium to albumin (the mass fraction of bound calcium in a solution of 15.67 mg/dm3) for the developed materials is determined by the characteristics of the surface of the materials (FSE = 74.6 mJ/m2, Ra = 3.4 mcm), the features of their structure (fSi = 0.28, the number of HA crystals = 60 vol. %, with a crystal size of 1.0 ?m) and the nature of dissolution. An in vivo study of the samples confirmed the possibility of creating biocompatible materials with a reduced splicing time with bone tissue.As a result of an experimental study using histological methods, it has been determined that the ASZ-5 material is biocompatible, characterized by osteoinductive and osteoconductive properties. Целью данной работы является определение влияния выщелачивания композиционных биоактивных материалов и свободной энергии поверхности на характер связывания поверхности с альбумином in vitro.Выход ионов кальция из материала после выдержки в дистиллированной воде и 10 % растворе альбумина определяли методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии с помощью прибора Agilent AA 240FS. Микрорельеф поверхности оценивали по показателю среднего арифметического отклонения профиля (Ra) и определяли с помощью профилометра Surtronic 3+. Значение свободной энергии поверхности композиционных материалов определяли по методу Оуенса–Вендета–Рабеля–Каебле после выдержки в альбумине. Гистологические исследования образцов бедренной кости крыс, через 30 суток после внедрения имплантата из разработанного материала проводили с помощью светового микроскопа Olympus BX63 и фиксировали с помощью цифровой камеры DP73 (Olympus).В работе были использованы разработанные нами ранее композиционные биоактивные материалы, на основе порошков кальцийфосфатосиликатных стекол, легированных микродобавками оксидов молибдена, ванадия, лантана, кобальта, стронция и меди с добавлением 5 мас. ч. диоксида циркония (марка ДЦИ 1). Материалы прессовали с использованием как связующего раствора карбоксиметилцеллюлозы и обжигали при 750?800 °С в течение 15 мин. Полученные образцы характеризовались наличием тонкодисперсных кристаллов гидроксиапатита в количестве 50?60 об. %.Установлено, что растворимость разработанных материалов в воде определяется свойствами стекло-фазы (степенью связанности кремний кислородного каркаса fSi) и содержанием гидроксиапатита. Процесс связывания кальция с альбумином (массовая часть связанного кальция в растворе 15.67 мг/дм3) для разработанных материалов определяется характеристиками поверхности материалов (СЭП = 74.6 мДж/м2, Ra = 3.4 мкм), особенностями их структуры (fSi = 0.28, количество кристаллов ГАП = 60 об. % с размером кристаллов 1.0 мкм) и характером растворения.В результате экспериментального исследования с использованием методов гистологии установлено, что материал АСЗ-5 является биосовместимым, характеризуется остеоиндуктивными и остеокондуктивными свойствами. Разработанный материал является перспективным при получении биосовместимых имплантатов для замещения дефектов костной ткани. Метою даної роботи є визначення впливу вилуговування композиційних біоактивних матеріалів та вільної енергії поверхні на характер зв’язування поверхні з альбуміном in vitro.Вихід іонів кальцію з матеріалу після витримки в дистильованій воді та 10-му % розчині альбуміну визначали методом полум’яної атомно-абсорбційної спектрометрії за допомогою приладу Agilent AA 240FS. Мікрорельєф поверхні оцінювали за показником середнього арифметичного відхилення профілю (Ra) і визначали за допомогою профілометра Surtronic 3+. Значення вільної енергії поверхні композиційних матеріалів визначали методом Оуенса–Вендета–Рабеля–Каебле після витримки в альбуміні. Гістологічні дослідження зразків стегнової кістки щурів, через 30 діб після впровадження імплантату з розробленого матеріалу проводили за допомогою світлового мікроскопа Olympus BX63 та фіксували за допомогою цифрової камери DP73 (Olympus).У роботі були використані розроблені нами раніше композиційні біоактивні матеріали, на основі порошків кальційфосфатосилікатних стекол, легованих мікродобавками оксидів молібдену, ванадію, лантану, кобальту, стронцію та купруму з додаванням 5 мас. ч. діоксиду цирконію (марка ДЦІ 1). Матеріали пресували з використанням як зв’язуючого розчину карбоксиметилцелюлози та випалювали при 750?800 °С протягом 15 хв. Отримані зразки характеризувалися наявністю тонкодисперсних кристалів гідроксиапатиту в кількості 50?60 об. %.Встановлено, що розчинність розроблених матеріалів у воді визначається властивостями склофази (ступенем зв’язаності кремнійкисневого каркаса fSi) та вмістом гідроксиапатиту. Процес зв’язування кальцію з альбуміном (масова частка зв’язаного кальцію в розчині 15.67 мг/дм3) для розроблених матеріалів визначається характеристиками поверхні матеріалів (ВЕП = 74.6 мДж/м2, Ra = 3.4 мкм), особливостями їхньої структури (fSi = 0.28, кількість кристалів ГАП = 60 об. % з розміром кристалів 1.0 мкм) і характером розчинення.В результаті експериментального дослідження з використанням методів гістології встановлено, що матеріал АСЗ-5 є біосумісним, характеризується остеоіндуктивними і остеокондуктивними властивостями. Розроблений матеріал є перспективним при отриманні біосумісних імплантатів для заміщення дефектів кісткової тканини. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2020-05-27 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/545 10.15407/hftp11.02.250 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 11 No. 2 (2020): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 250-260 Химия, физика и технология поверхности; Том 11 № 2 (2020): Химия, физика и технология поверхности; 250-260 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 11 № 2 (2020): Хімія, фізика та технологія поверхні; 250-260 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp11.02 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/545/548 Copyright (c) 2020 O. V. Savvova, V. M. Shimon, O. V. Babich, O. I. Fesenko, A. A. Sheregiy |