Композиційний порошковий матеріал скловуглець-залізо з хімічною стійкістю в біологічних середовищах для медичного призначення

Автор(и)

  • Н.В. Бошицька Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-2241-1161
  • І.В. Кононко Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0003-1976-7116
  • В.Д. Кліпов Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-5634-1512
  • Н.В. Кононко Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-2065-0540

DOI:

https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.03.017

Ключові слова:

композиційний матеріал, скловуглець, оксиди заліза, фізико-хімічні властивості, модельні біологічні середовища організму

Анотація

Розроблено технологію одержання композиційного порошкового матеріалу скловуглець-залізо модифікованим методом термічної деструкції хімічно чистої сахарози С12Н22О11 у спеціальних технологічних умовах і отримано дослідні зразки з вмістом металевої складової у вихідному продукті 7,7 та 14,5 мас. %. Методами рентгеноструктурного аналізу та розрахунків областей когерентного розсіювання встановлено, що основою металевої фази в досліджуваних композитах є магнетит Fe3O4 з розміром частинок 10—40 нм. Доведено, що розроблені порошки зберігають фазовий склад після взаємодії з плазмою крові людини і при цьому їх питома поверхня практично не змінюється, що свідчить про достатню стабільність розмірів части- нок після взаємодії з досліджуваними модельними середовищами. Дослідження фільтратів неорганічних і біологічних середовищ після взаємодії з композиційними порошками скловуглець-залізо показало, що залізо з композита вивільняється в плазму крові приблизно в 4,6 раза більше порівняно з водою і фізіологічним

розчином і є практично однаковим для зразків з 7,7 та 14,5 мас. %, що може бути пов’язано з наявністю в плазмі крові залізозв’язувальних білків. Згідно з літературними даними, залізо в таких білках, білкових сполуках, структурах міститься у зв’язаному і легкозасвоюваному організмом стані. Методами електронної мікроскопії встановлено, що отримані композиційні порошки скловуглець-залізо після взаємодії з модельними біологічними середовищами не утворювали морфологічні частинки, що могли б пошкодити тканини і клітини організму. На основі отриманих експериментальних даних доведено, що розроблений композиційний порошковий матеріал скловуглець-залізо, з фазовою, морфологічною та достатньою хімічною стійкістю в біологічних середовищах, є перспективним для подальших розробок у галузі медицини.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Chigvintseva, O. P., Tokar, A. V., Rula, I. V. & Boyko, Yu. V. (2021). Chemistry of biogenic elements. Part II. Organogenic elements. Dnipro: “Serednyak T.K.” (in Ukrainian).

Uskoković, V. (2021). A historical review of glassy carbon: Synthesis, structure, properties and applications. Carbon Trends, 5, 100116. https://doi.org/10.1016/j.cartre.2021.100116

Glassy carbon. Retrieved from https://graphite.in.ua/ua/a169117-steklouglerod.html

Smajdor, J., Paczosa-Bator, B., Grabarczyk, M. & Piech, R. (2023). Glassy carbon electrode modified with CB/ TiO2 layer for sensitive determination of sumatriptan by means of voltammetry and flow injection analysis. Sensors, 23, No. 12, 5397. https://doi.org/10.3390/s23125397

Jurkiewicz, K. (2017). Preparation, properties and structure of hard carbon materials for medical applications. (Ехtended abstract of Doctor thesis). Institute of Physics Department of Biophysics and Molecular Physics Faculty of Mathematics, Physics and Chemistry University of Silesia, Chorzów.

Celzard, A., Marêché, J. F. & Furdin, G. (2005). Modelling of exfoliated graphite. Prog. Mater. Sci., 50, No. 1, pp. 93-179. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2004.01.001

Jenkins, G. M. & Grigson, C. J. (1979). The fabrication of artifacts out of glassy carbon and carbon-fiber- reinforced carbon for biomedical applications. J. Biomed. Mater. Res., 13, No. 3, pp. 371-394. https://doi. org/10.1002/jbm.820130304

Lazarenko, O. A., Vovchenko, L. L., Ovsienko, I. V. & Matsui, L. Yu. (2018). Nanocarbon-metal polymer composites: structure and electrical properties. Kyiv — Vinnytsia: “TVORY” (in Ukrainian).

Mishchenko, V. N., Gorbik, P. P., Makhno, S. N., Mazurenko, R. V. & Abramov, N. V. (2015). Synthesis and magnetic properties of composites type of carbon nanotube/magnetite and activated carbon/magnetite. Surface, No. 7(22), pp. 227-237 (in Ukrainian).

Tsyganok, L. P, Bubel, T. O., Vyshnikin, A. B. & Vashkevich, O. Yu. (2014). Analytical chemistry. Chemical methods of analysis: a study guide. Dnipropetrovsk: DNU named after O. Honchara (in Ukrainian).

Mudryi, S.I., Kulyk, Yu.O. & Yakymovych, A. S. (2017). X-ray structural analysis in materials science. Lviv: Ivan Franko Lviv National University (in Ukrainian).

Nekrasov, O. P. & Veretenchenko, B.A. (2018). Surface phenomena and dispersed systems: textbook. Kharkiv: NTU “KhPI” (in Ukrainian).

Ulizko, S. I. (2011). Iron metabolism in mammals. Ahrarnyi visnyk Prychornomoria, Veterynarni nauky, Iss. 59, pp. 148-153 (in Ukrainian).

##submission.downloads##

Опубліковано

29.06.2025

Як цитувати

Бошицька, Н., Кононко, І., Кліпов, В., & Кононко, Н. (2025). Композиційний порошковий матеріал скловуглець-залізо з хімічною стійкістю в біологічних середовищах для медичного призначення. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (3), 17–24. https://doi.org/10.15407/dopovidi2025.03.017