Выпуски МФиНТ »  Том 42, выпуск 2

Антибактериальная обработка титана ионами Ar$^+$

М. А. Васильев$^{1}$, С. И. Сидоренко$^{1}$, С. М. Волошко$^{1}$, В. С. Филатова$^{2}$, П. А. Гурин$^{3}$

$^{1}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{3}$Национальная медицинская академия последипломного образования имени П.Л. Шупика, ул. Дорогожицкая, 9, 04112 Киев, Украина

Получена: 03.10.2019. Скачать: PDF

В работе исследованы физико-химическое характеристики поверхности титана (ВТ1-0) и титанового сплава (ВТ6) после следующих внешних воздействий: 1) механической полировки; 2) бомбардировки ионами Ar$^+$ (энергией 6 кэВ, доза облучения 5$\cdot10^{19}$ ион$\cdot$см$^{-2}$); 3) осаждения бактерий золотистого стафилококка $S. aureus$) на полированной поверхности; 4) осаждения бактерий золотистого стафилококка ($S. aureus$) на обработанной ионами поверхности. Послойные изменения в химическом составе и морфологии поверхностных слоёв образцов после указанных воздействий анализировали методами оже-электронной спектроскопии и растровой электронной микроскопии. Установлены эффекты пассивации поверхности и уменьшения количества адгезированных бактерий в результате бомбардировки ионами Ar$^+$, а также существенные изменения поверхностной структуры. Даны современные представления о механизмах взаимодействия в системе металл/бактерии.

Ключевые слова: поверхность титана, патогенные бактерии, ионная бомбардировка, оже-электронная спектроскопия, растровая электронная микроскопия.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i02/0215.html

PACS: 61.80.Jh, 68.35.bd, 68.35.Ct, 68.37.Ps, 68.43.-h, 79.20.Rf

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. А. С. Григорьян, А. К. Топоркова, Проблемы интеграции имплантатов в костную ткань (Москва: Техносфера: 2007).
  2. В. Л. Параскевич, Дентальная имплантология: Основы теории и практики (Минск: Юнипресс: 2012).
  3. М. А. Васильев, П. А. Гурин, Поверхность дентальных имплантатов: электронная, ионная спектроскопия (Lambert Academic Publishing: 2019).
  4. М. А. Васильев, В. И. Беда, П. А. Гурин, Физиологический отклик на состояние поверхности дентальных имплантатов (Львов: ГалДент: 2010).
  5. Биосовместимые материалы: учебное пособие (Ред. В. И. Севастьянова, М. П. Кирпичникова) (Москва: МИА: 2011).
  6. И. Н. Петухова, А. В. Соколовский, З. В. Григорьевская, Н. С. Багирова, И. В. Терещенко, Г. В. Варлан, В. В. Агинова, Н. В. Дмитриева, Злокачественные опухоли, 7, № 3s1: 57 (2017).
  7. В. И. Чернявский, Анали Мечниківського інституту, № 1: 86 (2013).
  8. С. А. Божкова, Р. М. Тихилов, М. В. Краснова, А. Н. Рукина, Травматология и ортопедия России, 4: 5 (2013). Crossref
  9. Л. С. Бузолева, А. В. Пузь, С. Л.Синебрюхов, С. В. Гнеденков, А. В. Ким, А. И. Еськова, А. Л. Пономарева, Современные проблемы науки и образования, 5: 34 (2016).
  10. G. D. Christensen, W. A. Simpson, J. J. Younger, L. M. Baddour, F. F. Barrett, D. M. Melton, and E. H. Beachey, J. Clin. Microbiol., 22, Iss. 6: 996 (1985). Crossref
  11. D. Lebeaux, J.-M. Ghigo, and Ch. Beloin, Microbiol. Molecular Biol. Rev., 78, No. 3: 510 (2014). Crossref
  12. G. Reid, Int. J. Antimicrob. Agents, 11, Iss. 3–4: 223 (1999). Crossref
  13. А. В. Голуб, Клиническая микробиологическая антимикробная химиотерапия, № 1: 23 (2012).
  14. C. R. Arciola, D. Campoccia, P. Speziale, L. Montanaro, and J. W. Costerton, Biomaterials, 33, Iss. 26: 5967 (2012). Crossref
  15. Р. В. Ушакова, В. Н. Царева, Стоматология для всех, № 3: 22 (1998).
  16. J. Grischke, J. Eberhard, and M. Stiesch, Dental Mater. J., 35, Iss. 4: 545 (2016). Crossref
  17. И. Мушеев, Е. Брагин, Х. Мушеева, А. Мушеев, В. Балин, М. Харайда, С. Якубов, Дентальная имплантология и хирургия, № 3: 24 (2016).
  18. Sungwon Kim, Cheonil Park, Kwang-Hee Cheon et al., Appl. Surf. Sci., 451: 232 (2018). Crossref
  19. H.-L. Huang, Y.-Y. Chang, M.-C. Lai, C.-R. Lin, Ch.-H. Lai, and T.-M. Shieh, Surf. Coat. Technol., 205, Iss. 5: 1636 (2010). Crossref
  20. Deepak Patil, Mishi Kaushal Wasson, S. Aravindan, P. Vivekanandan, and P. V. Rao, Mater. Sci. Eng.: C, 99: 1007 (2019). Crossref
  21. J.-H. Lee, J.-S. Kwon, S.-K. Moon, S.-H. Uhm, B.-H. Choi, U.-H. Joo, K.-M. Kim, and K.-N. Kim, J. Oral Maxillofacial Surg., 74, Iss. 8: 1622.e1 (2016). Crossref
  22. P. Li, Zh. Tong, L. Huo, F. Yang, and W. Su, J. Biomater. Appl., 31, Iss. 2: 205 (2016). Crossref
  23. Wich Orapiriyakul, Peter S. Young, Laila Damiati, and Penelope M. Tsimbouri, J. Tissue Eng., 9: 1 (2018). Crossref
  24. J.-H. Lee, W.-S. Jeong, S.-J. Seo, H.-W. Kim, K.-N. Kim, E.-H. Choi, and K.-M. Kim, Dental Mater., 33, Iss. 3: 257 (2017). Crossref
  25. Bong Joo Park, D. H. Lee, and J.-C. Park, Phys. Plasmas, 10, Iss. 11: 4539 (2003). Crossref
  26. D. Sabrina Puckett, Erik Taylor, Theresa Raimondo, and Thomas J. Webster, Biomaterials, 31, Iss. 4: 706 (2010). Crossref
  27. Vi. K. Truong, Rimma Lapovok, Yuri S. Estrin, Stuart Rundell, James Y. Wang, Christopher J. Fluke, Russell J. Crawford, and Elena P. Ivanova, Biomaterials, 31, Iss. 13: 3674 (2010). Crossref
  28. Andras Z. Komaromy, Shuyan Li, Hailong Zhang, Dan V. Nicolau, Reinhard I. Boysen, and Milton T. W. Hearn, Microelectronic Eng., 91: 39 (2012). Crossref
  29. Fabio Variola, John B. Brunski, Giovanna Orsini, Paulo Tambasco de Oliveira, Rima Wazen, and Antonio Nanci, Nanoscale, 3, Iss. 2: 335 (2011). Crossref
  30. Carolina Díaz, María Cecilia Cortizo, Patricia Laura Schilardi, Sandra Gabriela Gómez de Saravia, and Mónica Alicia Fernández Lorenzo de Mele, Mat. Res., 10, No. 1: 11 (2007). Crossref
  31. M. Gosau, M. Haupt, S. Thude, M. Strowitzki, B. Schminke, and R. Buergers, J. Biomedical Mater. Res., 104, Iss. 8: 1571 (2016). Crossref
  32. Lorenzo Drago, Monica Bortolin, Elena De Vecchi, Serse Agrappi, Roberto L. Weinstein, Roberto Mattina, and Luca Francetti, J. Chemotherapy, 28, Iss. 5: 383 (2016). Crossref
  33. M. O. Vasylyev, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, and T. Ishikawa, Usp. Fiz. Met., 17, No. 3: 209 (2016). Crossref
  34. К. Д. Пяткин, Микробиология с вирусологией и иммунологией (Москва: Медицина: 1971).
  35. Л. Б. Борисов, Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии (Москва: Медицина: 1992).
  36. J. K. Fredrickson, J. M. Zachara, D. L. Balkwill, D. Kennedy, Sh.-mei W. Li, H. M. Kostandarithes, M. J. Daly, M. F. Romine, and F. J. Brockman, Appl. Environmental Microbiol., 70, Iss. 7: 4230 (2004). Crossref
  37. R. Sender, Sh. Fuchs, and R. Milo, PLOS Biology, 14: e1002533 (2016). Crossref
  38. М. В. Гусев, Л. А. Минеева, Микробиология (Москва: Академия: 2003).
  39. J. Kluytmans, A. van Belkum, and H. Verbrugh, Clinical Microbiol. Rev., 10, Iss. 3: 505 (1997). Crossref
  40. D. H. Nies, Appl. Microbiol. Biotechnol., 51, Iss. 6: 730 (1999). Crossref
  41. Л. С. Бузолёва, А. М. Кривошеева, Успехи современного естествознания, № 7: 30 (2013).
  42. А. Б. Таширев, Мікробіол. журн., № 2: 95 (1995).
  43. А. Б. Таширев, Мікробіол. журн., № 6: 76 (1994).
  44. А. Б. Таширев, Г. Ф. Смирнова, С. Б. Яновер, А. И. Самчук., Мікробіол. журн., № 3: 70 (1997).
  45. H.-C. Flemming, Water Sci. Tech., 32, Iss. 8: 27 (1995). Crossref
  46. B. Volesky, Hydrometallurgy, 59, Iss. 2–3: 203 (2001). Crossref
  47. М. В. Иванов, Г. И. Каравайко, Микробиология, 73: 581 (2004).
  48. А. Блайда, Энерготехнологии и ресурсосбережение, № 6: 39 (2010).
  49. И. А. Блайда, Т. В. Васильева, Л. И. Слюсаренко, В. Ф. Хитрич, И. Н. Барба, Комплексное использование минерального сырья, № 3: 59 (2010).
  50. B. L. Gabriel, J. Gold, A. G. Gristina, B. Kasemo, J. Lausmaa, C. Harrer, and Q. N. Myrvik, Biomaterials, 15, Iss. 8: 628 (1994). Crossref
  51. M. Ask, J. Lausmaa, and B. Kasemo, Appl. Surf. Sci., 35, Iss. 3: 283 (1988). Crossref
  52. Baikun Li and Bruce E. Logan, Colloids Surf. B: Biointerfaces, 36, Iss. 2: 81 (2004). Crossref
  53. Carla Renata Arciola, Davide Campoccia, Pietro Speziale, Lucio Montanaro, and John William Costerton, Biomaterials, 33, Iss. 26: 5967 (2012). Crossref
  54. A. Fan, H. Zhang, Y. Ma, X. Zhang, J. Zhang, and B. Tang, J. Wuhan Univ. Technol.-Mat. Sci. Ed., 28, Iss. 6: 1223 (2013). Crossref
  55. Suganthan Veerachamy, Tejasri Yarlagadda, Geetha Manivasagam, and Prasad KDV Yarlagadda, J. Eng. Medicine, 228, Iss. 10: 1083 (2014). Crossref
  56. H. O. Gbejuade, A. M. Lovering, and J. C. Webb, Acta Orthopaedica, 86, Iss. 2: 147 (2015). Crossref
  57. W. M. Dunne, Jr., Clinical Microbiology Rev., 15, Iss. 2: 155 (2002). Crossref
  58. M. Ask, J. Lausmaa, and B. Kasemo, Appl. Surf. Sci., 35, Iss. 3: 283 (1988). Crossref
  59. Б. Б. Чечулин, С. С. Ушков, И. Н. Разуваева, В. Н. Гольдфайн, Титановые сплавы в машиностроении (Ленинград: Машиностроение: 1977).
  60. В. А. Жиляев, Е. И. Патраков, Тугоплавкие, керамические и композиционные материалы, № 3: 49 (2014).
  61. B. L. Gabriel, J. Gold, A. G. Gristina, B. Kasemo, J. Lausmaa, C. Harrer, and Q. N. Myrvik, Biomaterials, 15, Iss. 8: 628 (1994). Crossref
  62. A. J. R. van den Boogaard, E. Zoethout, I. A. Makhotkin, E. Louis, and F. Bijkerk, J. Appl. Phys., 112, Iss. 12: 123502 (2012). Crossref
  63. S. Zuccon, E. Napolitani, E. Tessarolo, P. Zuppella, A. J. Corso, F. Gerlin, M. Nardello, and M. G. Pelizzo, Opt. Mater. Express, 5, Iss. 1: 176 (2014). Crossref
  64. X. Li, K.-W. Lin, H.-T. Liang, H.-F.Hsu, N. G. Galkin, Y. Wroczynskyj, J. van Lierop, and P. W. T. Pong, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 365, Part A: 196 (2015). Crossref
  65. L. Repetto, R. Lo Savio, B. Šetina Batič, G. Firpo, E. Angeli, and U. Valbusa, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 354: 28 (2015). Crossref
  66. M. A. Vasiliev, J. Phys. D: Appl. Phys., 30, No. 22: 3037 (1997). Crossref

Лицензия Creative Commons
Эта статья доступна по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
© Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, 2020