ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

Проведено исследование цитотоксичности нанокомпозитных покрытий, сформированных методом микродугового оксидирования с добавлением наночастиц. Для оценки токсичности покрытий использовали метод МТТ-теста in vitro с клеточной линией HOS. Исследованы два типа покрытий, различающихся концентрацией наночастиц в составе: 0,5% и 1%. Анализ показал, что покрытие с более низкой концентрацией наночастиц соответствовало международным стандартам биосовместимости, в то время как увеличение содержания наночастиц до 1% приводило к значительному повышению цитотоксичности. Экспериментально установлено, что при высокой концентрации наночастиц в покрытиях наблюдаются изменения окраски среды и образование осадка, что указывает на возможные локальные изменения кислотности (pH) и химическую нестабильность покрытия в физиологических условиях. Выявлены статистически значимые различия между исследуемыми группами по уровню цитотоксичности, что подтверждает необходимость оптимизации состава покрытий для медицинских имплантатов. Результаты исследования подтверждают, что нанокомпозитные покрытия с оптимизированным содержанием наночастиц могут быть перспективными для применения в медицинских устройствах, однако требуют дальнейшей валидации in vivo. Установлена корреляция между концентрацией наночастиц и изменением морфологии поверхности, что может оказывать влияние на адгезию клеток. Полученные данные подчеркивают важность разработки безопасных покрытий для биомедицинских применений.

1. The Augmentation of nanotechnology era: A concise review on fundamental concepts of nanotechnology and applications in material science and technology / S.A. Ahire et al // Results in Chemistry. – 2022. – Т. 4. – Р. 100633.

2. Nanomaterials for biomedical applications: production, characterisations, recent trends and difficulties / M. Mabrouk et al // Molecules. – 2021. – Т. 26, № 4. – Р. 1077.

3. Nanocomposite organic coatings for corrosion protection of metals: A review of recent advances / M.H. Nazari et al // Progress in Organic Coatings. – 2022. – Т. 162. – Р. 106573.

4. Аллопластические и имплантационные материалы для костной пластики: обзор литературы / У.Ф. Мухаметов и др. // Креативная хирургия и онкология. – 2021. – № 4. – С. 343-353.

5. Incorporating TiO2 nanoparticles to enhance corrosion resistance, cytocompatibility, and antibacterial properties of PEO ceramic coatings on titanium / М. Molaei // Ceramics International. – 2022. – Т. 48, № 14. – Р. 21005-21024.

6. Surface Modification and Tribological Performance of Calcium Phosphate Coatings with TiO2 Nanoparticles on VT1-0 Titanium by Micro-Arc Oxidation / В. Rakhadilov et al // Crystals. – 2024. – Т. 14, № 11. – Р. 945.

7. Modification of physicochemical properties and bioactivity of oxide coatings formed on Ti substrates via plasma electrolytic oxidation in crystalline and amorphous calcium phosphate particle suspensions / V. Grebņevs et al // Applied Surface Science. – 2022. – Т. 598. – Р. 153793.

8. An updated overview on metal nanoparticles toxicity / S. Medici et al // Seminars in cancer biology. – Academic Press, 2021. – Т. 76. – Р. 17-26.

9. Sharma S. Toxicology of nanoparticles in drug delivery / S. Sharma, R. Parveen, B.P. Chatterji // Current pathobiology reports. – 2021. – Р. 1-12.

10. Bioceramic coatings on metallic implants: An overview / М. Montazerian et al // Ceramics International. – 2022. – Т. 48, № 7. – Р. 8987-9005.

11. Biocompatibility testing for implants: A novel tool for selection and characterization / W. Al-Zyoud et al // Materials. – 2023. – Т. 16, № 21. – Р. 6881.

12. Toxicology assessment of polymeric material for implants / N.K. Shrivastava et al // Assessment of Polymeric Materials for Biomedical Applications. – CRC Press. – 2023. – Р. 33-54.

13. Current nanocomposite advances for biomedical and environmental application diversity / N. Mamidi et al // Medicinal Research Reviews. – 2024.

14. Recent trends and developments in conducting polymer nanocomposites for multifunctional applications / S. Sharma et al // Polymers. – 2021. – Т. 13, № 17. – Р. 2898.

15. Polysaccharide-based nanocomposites for biomedical applications: a critical review / Н. Shokrani et all // Nanoscale Horizons. – 2022. – Т. 7, № 10. – Р. 1136-1160.

16. Введение в методы культуры клеток, биоинженерии органов и тканей / В.П. Шахов и др. – 2004.

17. Korkmaz S. MVN: An R package for assessing multivariate normality / S. Korkmaz, D. Göksülük, G. Zararsiz // R JOURNAL. – 2014. – Т. 6, № 2.

18. Royston J. A remark on algorithm AS-181-The W test for normality (Algorithm R94) / J. Royston // J Appl Stat. – 1995. – Т. 44, № 4. – Р. 547-551.

19. Short preirradiation of TiO2 nanoparticles increases cytotoxicity on human lung coculture system / О. Kose et al // Chemical Research in Toxicology. – 2021. – Т. 34, № 3. – Р. 733-742.

20. Nadimi M. Incorporation of ZnO-ZrO2 nanoparticles into TiO2 coatings obtained by PEO on Ti– 6Al-4V substrate and evaluation of its corrosion behavior, microstructural and antibacterial effects exposed to SBF solution / M. Nadimi, C. Dehghanian // Ceramics International. – 2021. – Т. 47, № 23. – Р. 33413-33425.