Пономарев Виктор Андреевич Разработка биоактивных и бактерицидных покрытий, легированных функциональными элементами (Ca, P, B) и декорированных наночастицами Pt, Fe, Ag и Zn

Краткое описание

Пономарев Виктор Андреевич Разработка биоактивных и бактерицидных покрытий, легированных функциональными элементами (Ca, P, B) и декорированных наночастицами Pt, Fe, Ag и Zn

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Пономарев Виктор Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Материалы имплантатов

1.2. Модификация титана

1.2.1. Плазменное электролитическое оксидирование

1.2.2. Магнетронное распыление

1.2.3. Магнетронное распыление СВС мишеней

1.3. Подходы к созданию бактерицидных поверхностей при разработке материалов

1.3.1. Пришивка антибактериальных агентов

1.3.2. Создание специфической топографии

1.3.3. Легирование бактерицидными компонентами

1.3.4. Декорирование поверхности наноразмерными частицами

1.4. Механизмы уничтожения бактерий при использовании наноразмерных поверхностей

1.4.1. Ингибирование бактериальной адгезии

1.4.2. Выделение бактерицидных ионов

1.4.3. Генерация активных форм кислорода

1.4.4. Наличие разницы потенциалов

1.5. Постановка задачи

ГЛАВА 2. Материалы, оборудование и методика исследований

2.1. Исходные материалы подложек

2.2. Методики получения покрытий

2.2.1. СВС мишень для магнетронного распыления

2.2.2. Получение покрытий TiCaPCON

2.2.3. Получение покрытий BOx/TiCaPCON-B

2.2.4. Получение покрытий TiO2

2.2.5. Создание наночастиц Pt, Fe, Ag и 7п на поверхности покрытий

2.3. Методики исследований покрытий

2.3.1. Растровая и просвечивающая электронная микроскопия

2.3.2. Рентгеноструктурный фазовый анализ

2.3.3. Спектроскопия комбинационного рассеяния и Фурье в инфракрасной области

2.3.4. Спектроскопия зеркального отражения

2.3.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.3.6. Атомно-силовая микроскопия и Кельвин-зондовая силовая микроспория

2.3.7. Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой

2.3.8. Методика оценки количества АФК

2.3.9. Изучение механических и электрохимических свойств, смачиваемости и сопротивления покрытий

2.3.10. Исследование биоактивности in vitro в растворе, имитирующем внутреннюю среду организма

ГЛАВА 3. Разработка покрытий в системе TiCaPCON-Ag,Zn и TiCaPCON-Pt,Fe

3.1. Выбор типа частиц металлов

3.2. Анализ микроструктуры покрытий TiCaPCON методом ПЭМ

3.3. Исследование микроструктуры и состава покрытий методами РЭМ, ЭДС и АСМ после имплантации Ag и Zn

3.4. Изучение состава поверхности и НЧ методами ЭДС и РФЭС

3.5 Электрохимические испытания покрытий

3.6. Исследование кинетики выхода ионов металлов

3.7. Определение размера, морфологии и распределения наночастиц Pt и Fe методом РЭМ

3.8. Смачиваемость и коррозионные свойства покрытий в физиологическом растворе

3.10. РФЭС анализ поверхности образцов после отжига

3.11. РФЭС анализ поверхности образцов после выдержки в ФР

3.12. Исследование поверхности образцов методами АСМ и КЗСМ

3.13. Изучение выхода ионов Pt, Fe, Ca и P, в процессе выдержки образцов в ФР

3.14. Изучение способности образцов поглощать свет

3.15. Исследование генерации АФК

ГЛАВА 4. Разработка покрытия в системе ПЭО TiO2/Ag,Pt

4.1. Оптимизация морфологии и элементного состава покрытий

4.2. Исследование состава и химии поверхности покрытия

4.4. Создание НЧ Ag и Pt на поверхности ПЭО TiO2 покрытий

4.5. Выход ионов

4.6. Генерация АФК

4.7. Исследование влияния НЧ на гидрофильность покрытий

4.8. Исследование влияния НЧ на биоактивность покрытий in vitro

ГЛАВА 5. Разработка покрытий в системе BOx/TiCaPCON-B

5.1. Исследование влияния бора на состав и структуру покрытий

5.2. Исследование влияния B на химическое состояние поверхности

5.4. Изучение кинетики выхода бора

5.5. Создание антибактериального слоя на BOx

ГЛАВА 6. Биологические испытания

6.1. Исследование антибактериальный свойств покрытий

6.1.1 Методика исследования антибактериальных свойств

6.1.2. Результаты исследования антибактериальных свойств покрытий TiCaPCON-Ag,Zn и TiCaPCON-Pt,Fe

6.1.2.1. Антибактериальные свойства покрытий TiCaPCON-Ag,Zn

6.1.2.2. Антибактериальные свойства покрытий TiCaPCON-Pt,Fe

6.1.3. Результаты исследования антибактериальных свойств покрытий ПЭО TiO2/Ag,Pt

6.1.3.1. Антибактериальные свойства. Тест

6.1.3.2. Антибактериальные свойства. Тест

6.1.4. Результаты исследования антибактериальных свойств покрытий BOx/TiCaPCON-B

6.2. Исследование биосовместимости покрытий

6.2.1. Методика исследования биосовместимости покрытий

6.2.1.1. Площадь и распластывание клеток

6.2.1.2. Цитоскелет и фокальные адгезии

6.2.1.3. МТТ анализ (жизнеспособность)

6.2.1.4. Пролиферация

6.2.1.4. Иммуномодуляция на клетки лимфоцитов

6.2.2 Результаты исследования биосовместиомсти покрытий TiCaPCON-Ag,Zn и TiCaPCON-Pt,Fe

6.2.2.1. Биосовместимость покрытий TiCaPCON-Ag,Zn

6.2.2.1. Биосовместимость покрытий TiCaPCON-Pt,Fe

6.2.3. Результаты исследования биосовместиомсти покрытий ПЭО TiO2/Ag,Pt

6.2.4. Результаты исследования биосовместиомсти покрытий BOx/TiCaPCON-B

6.3. Исследование биоактивности покрытий

6.3.1. Методика исследования биоактивности покрытий

6.2.2 Результаты исследования биоактивности покрытий TiCaPCON-Ag,Zn

6.2.3. Результаты исследования биоактивности покрытий ПЭО TiO2/Ag,Pt

6.2.4. Результаты исследования биоактивности покрытий BOx/TiCaPCON-B

ВЫВОДЫ