Вуглецева волокниста кремнієвмісна композиційна матриця для розроблення сучасних бактерицидних аплікаційних засобів у хірургії
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2024.05.026Ключові слова:
вуглецева волокниста композиційна матриця, модифікація вуглецевої волокнистої композиційної матриці діоксидом кремнію, біомедичне призначенняАнотація
Відпрацьовано технологію отримання вуглецевої волокнистої композиційної матриці з діоксидом кремнію (ВВККМ) для медичного призначення і описано алгоритм її виготовлення. Досліджено вплив структуротвірної домішки на умови утворення золи та структурно зв’язаного прошарку діоксиду кремнію в розробленому матеріалі. Параметри пористої структури вуглецевого волокна ВВККМ вивчено ексикаторним методом за поглинанням парів бензолу. Мікроструктуру поверхневого та приповерхневого шарів з вмістом діоксиду кремнію в зразках композиційної матриці досліджено за допомогою сканівного електронного мікроскопа, що дало змогу визначити місце розташування прошарку з діоксиду кремнію в структурі композита і окремих включень на його поверхні. Виявлено агрегацію діоксиду кремнію в дрібнодисперсній волокноподібній структурі після 100 % випалу вуглецевої складової під час золоутворення за температури 1073 К. Проаналізовано форму та розміри частинок діоксиду кремнію, а також морфологію їх поверхні. Методами енергодисперсійного рентгенівського аналізу і аналітичної хімії доведено, що включення мінералів на поверхні мікроволокон ВВККМ є частинками кремнію та діоксиду кремнію. Новизна запропонованої технології полягає у модифікації структури ВВККМ додатковою складовою, що дає підстави вважати її особливим класом вуглецевих композиційних матеріалів. В отриманій ВВККМ частинки SiO2 завбільшки~100—500 нм забезпечують лікувальні та бактерицидні властивості, сприяють клітинній регенерації ранової поверхні, знешкоджують бактеріальні клітини. Це дає можливість використовувати ВВККМ для виготовлення бактерицидних аплікаційних засобів під час лікування гнійно-ускладнених бактеріальних уражень в умовах і польової, і стаціонарної хірургії.
Завантаження
Посилання
Kononko, I. V., Sergieiev, V. P., Klipov, V. D. & Kononko, N. V. (2022). Review of the basic requirements for the quality of medical materials. Applied aspects. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr., No. 9, pp. 50-63 (in Ukrainian). https://doi.org/10.15407/visn2022.09.050
Shen, Z., Cai, N., Xue, Y., Chan, V., Yu, B., Wang, J., Song, H., Deng, H. & Yu, F. (2019). Engineering sustainable antimicrobial release in silica-cellulose membrane with CaCO3-aided processing for wound dressing application. Polymers, 11, No. 5, 808. https://doi.org/10.3390/polym11050808
Zulkiflee, I., Masri, S., Zawani, M., Salleh, A., Amirrah, I. N., Wee, M. F. M. R., Yusop, S. M. & Fauzi, M. B. (2022). Silicon-based scaffold for wound healing skin regeneration applications: a concise review. Polimers, 14, No. 19, 4219. https://doi.org/10.3390/polym14194219
Fan, C., Xu, Q., Hao, R., Wang, C., Que, Y., Chen, Y., Yang, C. & Chang, J. (2022). Multi-functional wound dressings based on silicate bioactive materials. Biomaterials, 287, 121652. https://doi.org/10.1016/j. biomaterials.2022.121652
Öri, F., Dietrich, R., Ganz, C., Dau, M., Wolter, D., Kasten, A., Gerber, T. & Frerich, B. (2017). Silicon-dioxide− polyvinylpyrrolidone as a wound dressing for skin defects in a murine model. J. Cranio-Maxillofac. Surg., 45, Iss. 1, pp. 99-107. https://doi.org/10.1016/j.jcms.2016.10.002
Mesa, M. & Becerra, N. Y. (2021). Silica/protein and silica/polysaccharide interactions and their contributions to the functional properties of derived hybrid wound dressing hydrogels. Int. J. Biomater., 6857204. https://doi. org/10.1155/2021/6857204
Mokienko, A. V. (2020). Silicon in water. Hygienic and medical-biological aspects. Odessa: Fenix (in Russian).
Chuyko, A. A. (Ed.). (2003). Medicinal chemistry and clinical application of silicon dioxide Kyiv: Naukova Dumka (in Russian).
Zare, M., Ghomi, E. R., Venkatraman, P. D. & Ramakrishna, S. (2021). Silicone-based biomaterials for biomedical applications: Antimicrobial strategies and 3D printing technologies. J. Appl. Polymer Sci., 138, Iss. 38. https://doi.org/10.1002/app.50969
Bandas, I. A., Kulytska, M. I., Yaroshenko, T. Ya. & Korda, M. M. (2017). Silicone dioxide nano-particles enhance toxicity of lead on oxidative and nitro-oxidative stress. Medychna ta klinichna khimiia, 19, No. 3, pp. 48-53 (in Ukrainian). https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i3.8206
Shcherbytska, O. V., Garbuz, V. V., Klipov, V. D., Sergeyev, V. P., Kononko, I. V., Klevtsov, V. M. & Kononko, N. V. (2010). Study of processes of formation of carbon nanostructures during thermal destruction and carbonization of hydrated cellulose fibers. Part II. Concentration of paramagnetic centers and mechanical properties of pyrolysis products of hydrocellulose fibers and identification of carbon nanofibers. Nanostrukturnoe materialovedenie, No. 4, pp. 39-44 (in Ukrainian).
Shcherbytska, O. V., Garbuz, V. V., Klipov, V. D., Sergeyev, V. P., Kononko, I. V., Klevtsov, V. M., Lobunets, T. F.
& Uvarova, I. V. (2010). Study of processes of formation of carbon nanostructures during thermal destruction and carbonization of hydrated cellulose fibers. Part I. Study of the composition and physico-chemical properties of gaseous and solid products of the thermal destruction of cellulose. Nanostrukturnoe materialovedenie, No. 2, pp. 24-31 (in Ukrainian).
Kononko, I. V., Boshytska, N. V., Sergeev, V. P., Klipov, V. D. & Kononko, N. V. (2021). Carbon nanostructured material for multiple protective masks. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 6, pp. 78-86 (in Ukrainian). https:// doi.org/10.15407/dopovidi2021.06.078
Raksha-Slyusareva, O. A., Pimonenko, M. Yu. & Slyusarev, O. A. (2015). New carbon fiber sorbents adsorption properties to the pathogens mikroorganizm in model experiments. Profilaktychna medytsyna, No. 1-2, pp. 56- 59 (in Ukrainian). https://doi.org/10.61948/prevmed
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
