Випуски МФіНТ »  Том 42, випуск 2

Антибактеріальна обробка титану іонами Ar$^+$

М. О. Васильєв$^{1}$, С. І. Сидоренко$^{1}$, С. М. Волошко$^{1}$, В. С. Філатова$^{2}$, П. О. Гурин$^{3}$

$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{3}$Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, вул. Дорогожицька, 9, 04112 Київ, Україна

Отримано: 03.10.2019. Завантажити: PDF

У роботі досліджено фізико-хімічні характеристики поверхні титану (ВТ1-0) і титанового стопу (ВТ6) після наступних зовнішніх впливів: 1) механічної поліровки; 2) бомбардування іонами Ar$^+$ (енергією 6 кеВ, доза опромінення 5$\cdot10^{19}$ ион$\cdot$см$^{-2}$); 3) осадження бактерій золотистого стафілокока ($S. aureus$) на полірованій поверхні; 4) осадження бактерій золотистого стафілокока ($S. aureus$) на обробленої іонами поверхні. Пошарові зміни в хімічному складі і морфології поверхневих шарів зразків після зазначених дій аналізували методами оже-електронної спектроскопії і растрової електронної мікроскопії. Встановлено ефекти пасивації поверхні і зменшення кількості адгезованих бактерій в результаті бомбардування іонами Ar$^+$, а також суттєві зміни поверхневої структури. Дано сучасні уявлення про механізми взаємодії в системі метал/бактерії.

Ключові слова: поверхня титану, патогенні бактерії, іонне бомбардування, оже-електронна спектроскопія, растрова електронна мікроскопія.

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

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

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, 2020