Relevance. The creation of porous three-dimensional materials for bone defects compensation and its subsequent regeneration is an important direction of medical materials science. The key issue in the interaction of an implant and bone tissue is the surface properties of the implant.
The purpose of the study is to evaluate the physicochemical properties and compatibility of tissues of a living organism and porous implants with calcium phosphate Zn- and Ag-containing formed by microarc oxidation.
Materials and Methods. Implants with various types of porous structure were made by direct laser sintering of titanium alloy Ti-6Al-4V powders. The calcium phosphate coatings, including Zn- and Ag-containing, were formed on the implants surface by microarc oxidation.
Results. Coatings, deposited in electrolytes of various compositions, were uniformly distributed over the implants mesh structure. The phase composition of Zn-containing coatings, deposited in the acidic electrolyte, was represented by amorphous calcium phosphates. Ag-containing coatings, deposited in the alkaline electrolyte, had an amorphous-crystalline structure, the crystalline phase of which was identified as tricalcium phosphate in the α and β modifications. The samples of extracts of calcium phosphate Zn and Ag-containing coatings were co-cultured with pFb line of the human postnatal fibroblasts for 48 hours at 37°C in 5% CO2 atmosphere. The MTT test revealed a high metabolic activity of the co-cultured fibroblasts in comparison with the fibroblasts of control.
Conclusion. The pFb line of the human postnatal fibroblasts retained their viability for 48 hours of co-culturing with calcium-phosphate Zn- and Ag-containing coatings. The tested product and its components did not negatively affect the cellular respiration. However, further studies are needed to determine the rate of bioresorption and the degree of antibacterial activity of calcium-phosphate Zn- and Ag-containing coatings.
Актуальность. Создание пористых трехмерных материалов для возмещения дефектов кости и ее последующей регенерации является важным направлением медицинского материаловедения. Определяющими являются свойства поверхности имплантата при взаимодействии последнего с костной тканью.
Цель исследования — оценить физико-химические свойства и совместимость с тканями живого организма пористых имплантатов со сформированными методом микродугового оксидирования кальций-фосфатными Zn- и Ag-содержащими покрытиями.
Материал и методы. Имплантаты с различными типами пористой структуры получали методом прямого лазерного спекания из порошков титанового сплава Ti-6Al-4V. На поверхности имплантатов были сформированы методом микродугового оксидирования кальций-фосфатные покрытия, в том числе Zn- и Ag-содержащие.
Результаты. Покрытия, нанесенные в электролитах разных составов, равномерно распределены по сетчатой структуре имплантатов. Фазовый состав Zn-содержащих покрытий, нанесенных в кислом электролите, представлен аморфными фосфатами кальция. Ag-содержащие покрытия, нанесенные в щелочном электролите, имеют аморфно-кристаллическую структуру, в качестве кристаллической фазы в них идентифицируется трикальцийфосфат в модификации α и β. По результатам МТТ-теста была выявлена высокая метаболическая активность постнатальных фибробластов человека линии pFb при их совместном культивировании с экстрактами образцов кальций-фосфатных Zn- и Ag-содержащих покрытий в течение 48 ч. в условиях 37ºС, в 5% атмосфере СО2, в сравнении с величиной метаболической активности постнатальных фибробластов человека интактной культуры.
Заключение. В процессе исследования влияния кальций-фосфатных Zn- и Ag-содержащих покрытий на живые постнатальные фибробласты человека линии pFb выявили сохранение жизнеспособности клеток культуры, что позволяет сделать заключение о том, что изделие и его компоненты не влияли негативно на показатель клеточного дыхания, что обеспечивает сохранность жизнеспособности клеток в течение 48 ч. Однако необходимы дальнейшие исследования для определения скорости биорезорбции и степени выраженности антибактериальных свойств кальций- фосфатных Zn- и Ag-содержащих покрытий.