Стандартный метод золь-гель синтеза биоактивного стекла 70S30C с использованием гидротермальной системы
Аннотация
Биоактивное стекло (биостекло) обычно синтезируется стандартным золь-гель методом, состоящим из двух основных этапов формирования золя и геля. Однако на превращение золя в гель уходит много времени (5-7 дней). В данном исследовании для ускорения синтеза биоактивного стекла путем сокращения времени превращения золя в гель применялась гидротермальная система. Стандартный золь-гель метод с использованием гидротермальной системы применялся для синтеза биоактивного стекла 0SiO2-30CaO (мол. %) (известного как 70S30C). Синтетическое стекло
исследовалось физико-химическими методами. Для оценки биоактивности синтетического материала также проводились эксперименты в условиях in vitro в SBF-растворе (синтетическая жидкость). В результате стандартным золь-гель методом с использованием гидротермальной системы было успешно получено биоактивное стекло 70S30C.
По сравнению со стандартным методом время синтеза значительно сократилось. Физико-химическими методами подтверждено, что синтетическое стекло является аморфным материалом с мезопористой структурой, состоящей из взаимосвязанных частиц. Удельная поверхность, объем пор и средний диаметр пор синтетического стекла имеют следующие показатели: 142.8 м2/г, 0.52 см3/г и 19.1 нм соответственно. Кроме того, синтетическое биоактивное стекло проявило особую биоактивность при погружении в SBF-раствор на 1 день и показало хорошую биосовместимость при культивировании в клеточной среде.
Скачивания
Литература
Fernandez de Grado G., Keller L., Idoux-Gillet Y., Wagner Q., Musset A.-M., Benkirane-Jessel N.,Bone substitutes: a review of their characteristics, clinical use, and perspectives for large bone defects management, Journal of Tissue Engineering. 2018;9: 1–18. https://doi.org/10.1177/2041731418776819
Winker T., Sass F. A., Duda G. N., Schmidt-Bleek K. A review of biomaterials in bone defect healing, remaining shortcomings and future opportunities for bone tissue engineering. Bone & Joint Research. 2018;7(3): 232–243. https://doi.org/10.1302/2046-3758.73.BJR-2017-0270.R1
Oudadesse H., Dietrich E., Bui X. V., Gal Y. L., Pellen P., Cathelineau G. Enhancement of cells proliferation and control of bioactivity of strontium doped glass. Applied Surface Science. 2011;257(20): 8587–8593. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.05.022
Bui X. V., Dang T. H. Bioactive glass 58S prepared using an innovation sol-gel process. Processing and Application of Ceramics. 2019;13(1):98–103. https://doi.org/10.2298/PAC1901098B
Letaïef N., Lucas-Girot A., Oudadesse H., Meleard P., Pott T., Jelassi J., Dorbez-Sridi R. Effect of aging temperature on the structure, pore morphology and bioactivity of new sol-gel synthesized bioglass. Journal of Non-Crystalline Solids. 2014;402(15): 194–199. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.06.005
Hench L. L., The story of bioglass. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2006;17(11): 967–978. https://doi.org/10.1007/s10856-006-0432-z
Jones J. R. Review of bioactive glass: from Hench to hybrids. Acta Biomaterialia. 2013;9(1): 4457–4486. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.08.023
Sepulveda S., Jones J. R., Hench L. L. Characterization of melt-derived 45S5 and sol-gel-derived 58S bioactive glasses. Journal of Biomedical Materials Research. 2001;58(6): 734–740. https://doi.org/10.1002/jbm.10026
Owens G. J., Singh R. K., Foroutan F., Alqaysi M., Han C. M., Mahapatra C., Kim H. W., Knowles J. C. Solgel based materials for biomedical applications. Progress in Materials Science. 2016;77: 1–79. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.12.001
Martínez A., Izquierdo-Barba I., Vallet-Regí M. Bioactivity of a CaO-SiO2 binary glasses system. Chemistry of Materials. 2000;12(10): 3080–3088. https://doi.org/10.1021/cm001107o
Kokubo T., Takadama H. How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity. Biomaterials. 2006;27(15): 2907–2915. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2006.01.017
Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. Journal of Immunological Methods. 1983;65: 55–63.
https://doi.org/10.1016/0022-1759(83)90303-4
Tolosa L., Donato M. T., Lechón M. J. G. General cytotoxicity assessment by means of the MTT assay. Methods in Molecular Biology. 2015;1250: 333–348. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2074-7_26
Saravanapavan P., Hench L. L. Mesoporous calcium silicate glasses. I. Synthesis. Journal of Non-Crystalline Solids. 2003;318(1-2): 1–13. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(02)01864-1
Valliant E. M., Turdean-Ionescu C. A., Hanna J. V., Smith M. E., Jones J. R. Role of pH and temperature on silica network formation and calcium incorporation into sol–gel derived bioactive glasses. Journal of Materials Chemistry. 2012;22: 1613–1619. https://doi.org/10.1039/C1JM13225C
Thommes M. Physical adsorption characterization of nanoporous materials. Chemie Ingenieur Technik. 2010;82(7): 1059–1073. https://doi.org/10.1002/cite.201000064
Thommes M., Kaneko K., Neimark A. V., Olivier J. P., Rodriguez-Reinoso F., Rouquerol J., Sing K. S. W. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution. Pure and Applied Chemistry. 2015;87(9,10): 1–19. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117
Zheng K., Boccaccini A. R. Sol-gel processing of bioactive glass nanoparticles: A review. Advances in Colloid and Interface Science. 2017;249: 363–373. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.03.008
Xavier K., Charlotte V., Jean-Marie N. Deeper insights into a bioactive glass nanoparticle synthesis protocol to control its morphology, dispersibility, and composition. ACS. Omega. 2019;4(3): 5768–5775. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b03598
Galarraga-Vinueza M. E., Mesquita-Guimaraes J., Magini R. S., Souza J. C. M., Fredel M. C., Boccaccini, A. R. Mesoporous bioactive glass embedding propolis and cranberry antibiofilm compounds. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2018;106(6): 1614–1625. https://doi.org/10.1002/jbm.a.36352
Standard ISO 10993-5, Biological evaluation of medical devices Part 5: Test for in vitro cytotoxicity. 2009.
Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
