СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ СОВМЕСТИМОСТИ БИОАКТИВНЫХ КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СПЛАВЕ МАГНИЯ МА8 И ТИТАНЕ ВТ1-0
Аннотация
Современные стратегии в разработке биоматериалов предусматривают пассивную модуляцию остеоиндуктивных и остеокондуктивных свойств поверхности имплантатов через изменение их физико-химических параметров. Эффективность остеоинтеграции имплантата зависит от реакции иммунной системы, выраженность которой также определяется физико-химическими свойствами материала и морфологическими особенностями покрытия. В настоящей работе для формирования биологически активных композиционных коррозионностойких кальций-фосфатных покрытий на титане ВТ1-0 и магниевом сплаве МА8, предназначенных для биоинженерии костной ткани, был использован метод плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в биполярном режиме. Для повышения антикоррозионных свойств биоактивные ПЭО-покрытия дополнительно были обработаны ультрадисперсным политетрафторэтиленом (УПТФЭ). Показано, что ПЭО покрытия на сплаве магния МА8 и технически чистом титане ВТ1-0 индуцируют активацию лейкоцитов периферической крови человека in vitro, сопряженную с усилением экспрессии активационных молекул CD69, CD38, CD11b с одновременным шеддингом L-селектина (CD62L). Установлено влияние способа обработки покрытий на выраженность активационных процессов. Контакт клеток с кальций-фосфатными ПЭО-покрытиями, сформированными на сплавах титана и магния, индуцировал менее выраженную активацию по сравнению с необработанными имплантатами. Минимальная реакция наблюдалась при использовании композиционных ПЭО-покрытий с ультрадисперсным политетрафторэтиленом, нанесенным электрофоретическим методом. Композитные покрытия на магниевых сплавах индуцировали активацию клеток иммунной системы, сопоставимую с таковой для покрытий на титановых сплавах. В целом, иммунологические характеристики ПЭО-покрытия на сплаве МА8 и технически чистом титане ВТ1-0 демонстрируют возможность создания материалов и изделий для нужд имплантационной хирургии, в том числе биорезорбируемых на основе магниевых сплавов.
Дляцитирования:
Запорожец Т.С., Пузь А.В., Синебрюхов С.Л., Гнеденков С.В., Смолина Т.П., Гажа А.К. Сравнительный анализ иммунологической совместимости биоактивных кальций-фосфатных покрытий на сплаве магния МА8 и титане ВТ1-0. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 2. С. 45-51.
Литература
Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Zavidnaya A.G., Mashtalyar D.V., Puz’ A.V., Merkulov E.B. Thermal and adhe-sion properties of bioinert layers on a titanium nickelide surface. Prot. Met. 2015. V. 51. N 1. P. 127–130. DOI: 10.1134/S2070205115010037.
Gnedenkov S.V, Sinebryukhov S.L., Sergienko V.I. Composite multi-functional coatings on metals and alloys formed by plasma electrolytic oxidation. Vladivostok: Dal'nauka. 2013. 200 p. (in Russian).
Staigera M.P., Pietaka A.M., Huadmaia J., Dias G. Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: A review. Biomaterials. 2006. V. 27. N 9. P. 1728–1734. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2005.10.003.
Witte F. The history of biodegradable magnesium implants: A review. Acta Biomaterialia. 2010. V. 6. N 5. P. 1680–1692. DOI: 10.1016/j.actbio.2010.02.028.
Gnedenkov S.V., Khrisanfova O.A., Zavidnaya A.G., Sinebryukhov S.L., Egorkin V.S., Nistratova M.V., Yerokhin A., Matthews A. PEO coatings obtained on an Mg–Mn type alloy under unipolar and bipolar modes in silicate-containing electrolytes. Surf. Coat. Technol. 2010. V. 204. N 14–15. P. 2316–2322. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2009.12.024.
Gnedenkov S.V., Sharkeev Yu.P., Sinebryukhov S.L., Khrisanfova O.A., Legostaeva E.V., Zavidnaya A.G., Puz' A.V., Khlusov I.A., Opra D.P. Functional coatings formed on the titanium and magnesium alloys as implant materials by plasma electrolytic oxidation technology: fundamental principles and synthesis conditions. Corros. Rev. 2016. V. 34(12). P. 65–83. DOI: 10.1515/corrrev-2015-0069.
Franz S., Rammelt S., Scharnweber D., Simon J.C. Immune responses to implants – a review of the implications for the design of immunomodulatory biomaterials. Biomaterials. 2011. V. 32. P. 6692–6709. DOI: 10.1016/j.bio-materials.2011.05.078.
Gnedenkov S.V., Sharkeev Yu.P., Sinebryukhov S.L., Khrisanfova O.A., Legostaeva E.V., Zavidnaya A.G., Puz' A.V., Khlusov I.A. Formation and properties of bioactive coatings on titanium. Perspectivnye materialy. 2011. N 2. P. 49–59 (in Russian).
Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Khrisanfova O.A., Zavidnaya A.G., Egorkin V.S., Puz' A.V., Sergienko V.I. Formation of bioactive anticorrosion coatings on resorbable implants by plasma electrolytic oxidation. Prot. Met. 2013. V. 49. N 7. P. 874–879. DOI: 10.1134/S2070205113070071.
Fox S., Leitch A.E., Duffin R., Haslett C., Rossi A.G. Neutrophil apoptosis: relevance to the innate immune response and inflammatory disease. J. Innate Immun. 2010. V. 2. N 3. P. 216–227. DOI: 10.1159/000284367.
Hasegawa A., Nakayama T. Role of CD69 in the pathogenesis of inflammation. Nihon Rinsho Meneki Gakkai Kaishi. 2010. V. 33. N 4. P. 189–195.
Sun L., Adebanjo O., Moonga B., Corisdeo S., Anandatheerthavarada H.K., Biswas G., Arakawa T., Hakeda Y., Koval A., Sodam B., Bevis P.J., Moser A.J., Lai F.A., Epstein S., Troen B.R., Kumegawa M., Zaidi M. CD38/ADP-ribosyl cyclase: A new role in the regulation of osteoclastic bone resorption. J. Cell. Biol. 1999. V. 146. P. 1161–1172.
Davis H.M., Carpenter D.C., Stahl J.M., Zhang W., Hynicka W.P., Griswold D.E. Human granulocyte CD11b expres-sion as a pharmacodynamic biomarker of inflammation. J. Immunol. Methods. 2000. V. 240. N 1–2. P. 125–132. DOI: 10.1016/S0022-1759(00)00183-6.
Smolen J., Petersen T., Koch C., O'Keefe SJ., Hanlon W.A., Seo S., Pearson D., Fossett M.C., Simon S.I. L-Selectin signaling of neutrophil adhesion and degranulation involves p38 mitogen-activated protein kinase. J. Biol. Chem. 2000. V. 26. P. 15876–15884. DOI: 10.1074/jbc.M906232199.
