Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro
The aim of the work is the synthesis of samples of nanostructured sol-gel glass 60S and samples of its modified forms – doped with La and Y; comprehensive study of their crystal structure, chemical composition, in vitro bioactivity as the ability to form hydroxyapatite on the surface during interact...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/790 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
Institution
Surface| _version_ | 1869292007234469888 |
|---|---|
| author | Кусяк, A.П. Понятовський, В.А. Оранська, O.І. Бегунова, Д.M. Мельник, I.В. Дубок, В.A. Чорний, В.С. Бур’янов, O.A. Петрановська, А.Л. Туранська, С.П. Горбик, П.П. |
| author_facet | Кусяк, A.П. Понятовський, В.А. Оранська, O.І. Бегунова, Д.M. Мельник, I.В. Дубок, В.A. Чорний, В.С. Бур’янов, O.A. Петрановська, А.Л. Туранська, С.П. Горбик, П.П. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Кусяк, A.П. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-02-04T10:40:31Z |
| description | The aim of the work is the synthesis of samples of nanostructured sol-gel glass 60S and samples of its modified forms – doped with La and Y; comprehensive study of their crystal structure, chemical composition, in vitro bioactivity as the ability to form hydroxyapatite on the surface during interaction with a model physiological environment, as well as the functional activity of BG 60S/vancomycin composites. Using the sol-gel method, nanostructured samples of bioactive glass (BG) 60S were synthesized composed of (mol. %): 60% SiO2, 36% CaO, 4% P2O5, as well as samples of BG 60S doped with La and Y ions. The bioactivity of the synthesized materials was evaluated in vitro. The dynamics of hydroxyapatite (HA) formation on the surface of BG, which promotes the formation of effective bonds with bones and soft tissues during immersion in a simulated body fluid (Kokubo’s SBF), was evaluated using FTIR, XRD, and SEM-EDX techniques. Changes in specific surface area, particle size, and zeta potential values were also investigated for BG samples immersed in SBF. Determination of the antibacterial activity of BG 60S/vancomycin composites was performed on test cultures of gram-positive microorganisms – Staphylococcus aureus, which is one of the most frequent etiological factors of infectious complications in injuries. The effectiveness of the release of the antibiotic was confirmed by determining the inhibition zone of the test culture by the modified Kirby-Bauer disk diffusion method. It is shown that BG 60S/vancomycin composites are characterized by the preservation of antibacterial properties of vancomycin and its prolonged release, as well as the osteoconductive properties of BG 60S, which are inherent in bioactive sol-gel glass. Based on the obtained data, it is possible to assume a positive effect of joint use of BG 60S and vancomycin as part of composites with an effective combination of antibacterial action and bone tissue restoration functions, which may be promising for practical use in surgical treatment of bone diseases, as well as prevention of postoperative infectious complications. |
| doi_str_mv | 10.15407/Surface.2024.16.173 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:46Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-790 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-29T01:16:17Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7902025-02-04T10:40:31Z Nanostructured bioactive sol-gel glass 60S: synthesis, modified forms, composites with vancomycin, bioactivity in vitro Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro Кусяк, A.П. Понятовський, В.А. Оранська, O.І. Бегунова, Д.M. Мельник, I.В. Дубок, В.A. Чорний, В.С. Бур’янов, O.A. Петрановська, А.Л. Туранська, С.П. Горбик, П.П. 60S bioactive glass doping with La and Y ions 60S/vancomycin composite bioactivity antibacterial properties osteoconductive properties біоактивне скло 60S легування іонами La та Y композит 60S/ванкоміцин біоактивність антибактеріальні властивості остеокондуктивні властивості The aim of the work is the synthesis of samples of nanostructured sol-gel glass 60S and samples of its modified forms – doped with La and Y; comprehensive study of their crystal structure, chemical composition, in vitro bioactivity as the ability to form hydroxyapatite on the surface during interaction with a model physiological environment, as well as the functional activity of BG 60S/vancomycin composites. Using the sol-gel method, nanostructured samples of bioactive glass (BG) 60S were synthesized composed of (mol. %): 60% SiO2, 36% CaO, 4% P2O5, as well as samples of BG 60S doped with La and Y ions. The bioactivity of the synthesized materials was evaluated in vitro. The dynamics of hydroxyapatite (HA) formation on the surface of BG, which promotes the formation of effective bonds with bones and soft tissues during immersion in a simulated body fluid (Kokubo’s SBF), was evaluated using FTIR, XRD, and SEM-EDX techniques. Changes in specific surface area, particle size, and zeta potential values were also investigated for BG samples immersed in SBF. Determination of the antibacterial activity of BG 60S/vancomycin composites was performed on test cultures of gram-positive microorganisms – Staphylococcus aureus, which is one of the most frequent etiological factors of infectious complications in injuries. The effectiveness of the release of the antibiotic was confirmed by determining the inhibition zone of the test culture by the modified Kirby-Bauer disk diffusion method. It is shown that BG 60S/vancomycin composites are characterized by the preservation of antibacterial properties of vancomycin and its prolonged release, as well as the osteoconductive properties of BG 60S, which are inherent in bioactive sol-gel glass. Based on the obtained data, it is possible to assume a positive effect of joint use of BG 60S and vancomycin as part of composites with an effective combination of antibacterial action and bone tissue restoration functions, which may be promising for practical use in surgical treatment of bone diseases, as well as prevention of postoperative infectious complications. Метою роботи є синтез зразків наноструктурованого золь-гель скла 60S та зразків його модифікованих форм – легованих La та Y; комплексне дослідження їх кристалічної структури, хімічного складу, біоактивності in vitro як здатності утворення гідроксиапатиту на поверхні під час взаємодії з модельним фізіологічним середовищем, а також функціональної активності композитів BG 60S/ванкоміцин. Золь-гель методом синтезовано наноструктуровані зразки біоактивного скла (BG) 60S складу (мол. %): 60% SiO2, 36% CaO, 4% P2O5, а також зразки BG 60S, леговані іонами La та Y. Біоактивність синтезованих матеріалів оцінювали in vitro. Динаміку утворення гідроксиапатиту (ГА) на поверхні BG, що сприяє формуванню ефективних зв’язків з кістками та м’якими тканинами під час занурення в симульовану рідину організму (SBF Kokubo), оцінювали з використанням методів FTIR, XRD та SEM-EDX. Досліджені також зміни значень питомої поверхні, розміру частинок і дзета-потенціалу для витриманих зразків BG у SBF. Визначення антибактеріальної активності композитів BG 60S/ванкоміцин проводили на тест-культурах грампозитивних мікроорганізмів – Staphylococcus aureus, що є одним із найчастіших етіологічних факторів інфекційних ускладнень при травмах. Ефективність вивільнення антибіотика підтверджено визначенням зони пригнічення тест-культури модифікованим методом дискової дифузії Кірбі–Бауера. Показано, що композити BG 60S/ванкоміцин характеризуються збереженням антибактеріальних властивостей ванкоміцину та його пролонгованим вивільненням, а також остеокондуктивних властивостей BG 60S, які притаманні біоактивному золь-гель склу. На основі отриманих даних можна припустити позитивний ефект спільного застосування BG 60S і ванкоміцину у складі композитів з ефективним поєднанням функцій антибактеріальної дії і відновлення кісткової тканини, що можуть бути перспективними для практичного використання в хірургічному лікуванні захворювань кісток, а також профілактиці післяопераційних інфекційних ускладнень. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2024-11-24 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/790 10.15407/Surface.2024.16.173 Surface; No. 16(31) (2024): Surface; 173-199 Поверхность; № 16(31) (2024): Поверхня; 173-199 Поверхня; № 16(31) (2024): Поверхня; 173-199 3154-8091 3154-8083 10.15407/Surface.2024.16 uk https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/790/786 Авторське право (c) 2024 A.П. Кусяк, В.А. Понятовський, O.І. Оранська, Д.M. Бегунова, I.В. Мельник, В.A. Дубок, В.С. Чорний, O.A. Бур’янов, А.Л. Петрановська, С.П. Туранська, П.П. Горбик |
| spellingShingle | біоактивне скло 60S легування іонами La та Y композит 60S/ванкоміцин біоактивність антибактеріальні властивості остеокондуктивні властивості Кусяк, A.П. Понятовський, В.А. Оранська, O.І. Бегунова, Д.M. Мельник, I.В. Дубок, В.A. Чорний, В.С. Бур’янов, O.A. Петрановська, А.Л. Туранська, С.П. Горбик, П.П. Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title | Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title_alt | Nanostructured bioactive sol-gel glass 60S: synthesis, modified forms, composites with vancomycin, bioactivity in vitro |
| title_full | Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title_fullStr | Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title_full_unstemmed | Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title_short | Наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60S: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| title_sort | наноструктуроване золь-гель біоактивне скло 60s: синтез, модифіковані форми, композити з ванкоміцином, біоактивність in vitro |
| topic | біоактивне скло 60S легування іонами La та Y композит 60S/ванкоміцин біоактивність антибактеріальні властивості остеокондуктивні властивості |
| topic_facet | 60S bioactive glass doping with La and Y ions 60S/vancomycin composite bioactivity antibacterial properties osteoconductive properties біоактивне скло 60S легування іонами La та Y композит 60S/ванкоміцин біоактивність антибактеріальні властивості остеокондуктивні властивості |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/790 |
| work_keys_str_mv | AT kusâkap nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT ponâtovsʹkijva nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT oransʹkaoí nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT begunovadm nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT melʹnikiv nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT dubokva nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT čornijvs nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT burânovoa nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT petranovsʹkaal nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT turansʹkasp nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT gorbikpp nanostructuredbioactivesolgelglass60ssynthesismodifiedformscompositeswithvancomycinbioactivityinvitro AT kusâkap nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT ponâtovsʹkijva nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT oransʹkaoí nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT begunovadm nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT melʹnikiv nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT dubokva nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT čornijvs nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT burânovoa nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT petranovsʹkaal nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT turansʹkasp nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro AT gorbikpp nanostrukturovanezolʹgelʹbíoaktivnesklo60ssintezmodifíkovaníformikompozitizvankomícinombíoaktivnístʹinvitro |