Контакты
Авторам
Рекламодателям
Редколлегия
Подписка
Архив номеров
Медицинская Техника
/
Медицинская техника №1, 2022
/ с. 52-54
Лазерная технология формирования электропроводящих пленочных и объемных композитов на основе фосфата кальция и углеродных нанотрубок для инженерии костной ткани
Д.Т. Мурашко, С.З. Жовнир, М.С. Савельев, А.Ю. Федотов, П.В. Лобжанидзе, Е.П. Кицюк
Аннотация
Предложена лазерная технология формирования пленочных и объемных электропроводящих композитов из фосфата кальция и биополимера альбумина, пронизанного сетью из углеродных нанотрубок. Воздействие импульсным излучением с длиной волны 1064 нм на композитные пленки, сформированные из дисперсий с концентрациями нанотрубок 0,1 и 1 мг/мл, позволило получить максимальную электропроводность при мощности излучения 3 и 2,4 Вт – 21 и 100 мСм·м–1. Для пленки на основе дисперсии с концентрацией нанотрубок 0,1 мг/мл получен максимальный рост удельной электропроводности в 3,3 раза после лазерного воздействия. Максимальное количество узлов перколяции в объемной сети из нанотрубок в диэлектрической матрице фосфата кальция и альбумина достигалось при воздействии непрерывным излучением с длиной волны 810 нм и мощностью 9 Вт в течение 80 мин. Электропроводность композитных пленок соответствует электропроводности кости человека, а объемных композитов – превосходит на 3 порядка. Представленная технология может найти применение в культивировании костных клеток и/или регенерации костных тканей при их электростимуляции.
Вернуться к содержанию
Сведения об авторах
Денис Тарасович Мурашко
, аспирант, инженер,
Светлана Зинонивна Жовнир
, студент, инженер, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, г. Зеленоград,
Михаил Сергеевич Савельев
, канд. физ.-мат. наук, доцент, Институт биомедицинских систем, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Институт бионических технологий и инжиниринга, Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва,
Александр Юрьевич Федотов
, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник,
Павел Викторович Лобжанидзе
, аспирант, инженер-исследователь, лаборатория керамических композиционных материалов, ФГБУН «Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова» РАН, г. Москва,
Евгений Павлович Кицюк
, канд. техн. наук, начальник лаборатории, научно-исследовательская лаборатория перспективных материалов, НПК «Технологический центр», г. Москва, г. Зеленоград,
e-mail:
skorden@outlook.com
Список литературы
1. Koons G.L., Diba M., Mikos A.G. Materials design for bone- tissue engineering // Nature Reviews Materials. 2020. Vol. 5 (8). PР. 584-603.
2. Taktak R. et al. Tricalcium phosphate-fluorapatite as bone tissue engineering: Evaluation of bioactivity and biocompatibility // Materials Science and Engineering: C. 2018. Vol. 86. PР. 121-128.
3. Privalova P.Y. et al. Electrical stimulation of human connective tissue cells on layers of composite structures with a nanocarbon framework // Biomedical Engineering. 2019. Vol. 52 (5). РP. 301-304.
4. Hopley E.L. et al. Carbon nanotubes leading the way forward in new generation 3D tissue engineering // Biotechnology Advances. 2014. Vol. 32 (5). PP. 1000-1014.
5. Gerasimenko A.Y. et al. Laser fabrication of composite layers from biopolymers with branched 3D networks of single-walled carbon nanotubes for cardiovascular implants // Composite Structures. 2021. Vol. 260. P. 113517.
6. Tereschenko S.A., Lysenko A.Yu. Reconstruction of the Radiation Source Spatial Distribution in a Proportional Scattering Medium // Technical Physics. 2021. Vol. 66. PP. 710-719.
7. Balmer T.W. et al. Characterization of the electrical conductivity of bone and its correlation to osseous structure // Scientific Reports. 2018. Vol. 8. P. 8601.
8. Gerasimenko A.Y. et al. The study of the interaction mechanism between bovine serum albumin and single-walled carbon nanotubes depending on their diameter and concentration in solid nanocomposites by vibrational spectroscopy // Spectrochimica Acta. Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2021. Vol. 227. PP. 1-10.
9. Gerasimenko A.Y. et al. Influence of laser structuring and barium nitrate treatment on morphology and on morphology and electrophysical characteristics of vertically aligned carbon nanotube arrays // Diamond & Related Materials. 2019. Vol. 96. PP. 104-111.