ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ РОЗРОБКИ БІОАКТИВНИХ СКЛОВОЛОКОН МЕДИЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2024.02.14Ключові слова:
біоактивне скловолокно, алюмоборосилікатне скло, медичні матеріали, загоєння ран, біоцидність, біосумісністьАнотація
Визначено нагальність розробки та застосування скловолокон для створення мікроволокнистих пов’язок для лікування хронічних ран в умовах бойових дій. Особливо важливе значення має доступність таких матеріалів в умовах ведення бойових дій, для яких характерною є необхідність швидкої реанімації поранених та надання невідкладної допомоги на полі бою. Застосування таких матеріалів дозволить зберегти життя, скоротити період реабілітації та пришвидшити одужання військового та цивільного населення.
Проведено аналіз науково-технічної літератури щодо складів та властивостей біоактивних скловолокон медичного застосування. Проаналізовано склади та властивості скловолокон різного призначення та встановлено їх можливість застосування при розробці біоактивних скловолокон медичного застосування. Обґрунтовано вибір складів біоактивних скловолокон з пролонгованою біоцидною дією для швидкого загоєння ран та відновлення кісткової тканини. Проаналізовано механізм дії біоцидних компонентів та іонів бору у складі біостекол на здатність до інгібування негативної дії патогенних мікроорганізмів. Використання бороалюмофосфатних скловолокон для виготовлення ефективних пов’язок для лікування ран в кризових ситуаціях в умовах бойових дій дозволить підвищити відсоток виживання та знизити термін лікування за рахунок безпосередньої дії катіонів та аніонів матеріалів in vivo. Визначено основні теоретичні засади створення біоактивних бороалюмофосфатних скловолокон, модифікованих катіонами металів II групи які будуть характеризуватися наявністю зміцненого поверхневого шару, та характеризуватися одночасно високою біосумісністю, біоцидністю з пролонгованою дією та нетоксичністю. Впровадження в медичну практику вітчизняних розроблених біоактивних скловолокон дозволить суттєво підвищити конкурентоздатність вітчизняних медичних матеріалів, а також забезпечити обороноздатність та безпеку та сприяти стабілізації ринку в умовах сталого розвитку держави.
Посилання
Syed M. R., Khan M., Sefat F., Khurshid Z., Zafar M. S., Khan A. S. Bioactive Glass and Glass Fiber Composite: Biomedical/Dental Applications. Therapeutic and Clinical Applications of Bioactive Glasses. 2019. P. 467–495. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102196-5.00017-3
Savvova O., Fesenko O., Hopko A., Babich O., Smyrnova Y. Influence of Structure of the Scaffold Based on Glass-Ceramic Materials on Mechanical Properties Bone Tissue. Smart Technologies in Urban Engineering Lecture Notes in Networks and Systems. 2023. Р. 413–425. https://doi.org/10.1007/978-3-031-46877-3_37
Savvova O. V., Fesenko O. I. Formation of Apatite-Like Layer on the Surface of Nanostructured Calcium–Phosphate–Silicate Coatings on Titanium Alloys. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. 2017. Vol. 15 (4). Р. 649662. https://doi.org/10.15407/nnn.15.04.0649
Singh B. N., Veeresh V., Mallick S. P., Jain Y., Sinha S., Rastogi A., Srivastava P. Design and evaluation of chitosan/chondroitin sulfate/nano-bioglass based composite scaffold for bone tissue engineering. Int J Biol Macromol. 2019. Vol. 133. Р. 817830. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.04.107
Savvova O. V. Biocide apatite glass-ceramic materials for bone endoprosthetics. Chemistry & Chemical Technology. 2013. Vol. 7 (1). Р. 109–112. https: // doi. org/ 10. 23939/ chcht 07.01.109
Ege D., Zheng K. Boccaccini A. R. Borate Bioactive Glasses (BBG): Bone Regeneration, Wound Healing Applications, and Future Directions. ACS Appl Bio Mater. 2022. Vol. 15. Iss. 5 (8). Р. 3608–3622. https://doi.org/10.1021/acsabm.2c00384
Zhu Y., Zhang X., Chang G., Deng S., Chan H.F. Bioactive Glass in Tissue Regeneration: Unveiling Recent Advances in Regenerative Strategies and Applications. Adv Mater. 2024. Vol. 16. Р. e2312964. https://doi.org/10.1002/adma.202312964
Balali-Mood M., Naseri K., Tahergorabi Z., Khazdair M.R., Sadeghi M. Toxic Mechanisms of Five Heavy Metals: Mercury, Lead, Chromium, Cadmium, and Arsenic. Front Pharmacol. 2021. Vol. 12. Р. 643972. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.643972
Hadrup N., Frederiksen M., Sharma A. K. Toxicity of boric acid, borax and other boron containing compounds: A review. Regul Toxicol Pharmacol. 2021. Vol. 121. Р. 104873. https://doi.org/10.1016/ j.yrtph.2021.104873.
Сhen R., Li Q., Zhang Q., Xu S., Han J., Huang P., Yu Z., Jia D., Liu J., Jia H., Shen M., Hu B., Wang H., Zhan H., Zhang T., Ma K., Wang J. Nanosized HCA-Coated Borate Bioactive Glasswith Improved Wound Healing Effects on Rodent Model. Chem. Eng. J. 2021. Vol. 426. Р. 130299. https://doi.org/10.1016/ j.cej.2021. 130299
Lu X., Du J. Effects of boron oxide on the structure, properties and bioactivities of bioactive glasses: A review. Journal of Non-Crystalline Solids X. 2022. Vol. 16. Р. 100118. https://doi.org/10.1016/ j.nocx.2022.100118
Zhang M., Matinlinna J. P. E-glass fiber reinforced composites in dental applications. Silicon. 2012. Vol. 4 (1). Р. 73–8. https://doi:10.1007/s12633-011-9075-x
Vallittu K. P., Närhi O. T., Hupa L. Fiber glass–bioactive glass composite for bone replacing and bone anchoring implants. Dental Materials. 2015. Vol. 31. Iss. 4. P. 371–381. https://doi.org/10.1016/j.dental.2015.01. 003
Mishra J., Noppari P., Boussard-Plédel C., Petit L., Massera J. Changesin the mechanical properties of bioactive borophosphate fiber when immersed in aqueous solutions. International Journal of Applied Glass Science. 2020. Vol. 11 (4). Р. 622–631. https://doi.org/10.1111/ijag.15514
Ballo A., Närhi T. Biocompatibility of fiber-reinforced composites for dental applications. Series in Biomaterials, Biocompatibility of Dental Biomaterials. 2017. P. 23–39. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100884-3.00003-5
De Diego M. A., Coleman N. J., Hench L. L. Tensile properties of bioactive fibers for tissue engineering applications. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2000. Vol. 53 (3). Р. 199–203. https://doi.org/10.1002/(sici)1097-4636(2000) 53:3<199: :aid-jbm2>3.0.co;2-j.