Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №14 (октябрь) 2014
Разделы: Медицина, Нанотехнологии
Размещена 22.10.2014. Последняя правка: 17.11.2014.

ОСОБЕННОСТИ КОРРЕЛИРОВАНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И АДГЕЗИВНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНЧАТЫХ ИМПЛАНТАТОВ

Ярмамедов Дмитрий Муталифович

Курский Государственный Медицинский Университет

Студент

Д.М. Ярмамедов, В.А. Липатов, М.А. Инархов, А.Ю. Курашова, О.В. Яковлев, Н.А. Емельянов


Аннотация:
Применение полимерных пленчатых имплантатов является одним из способов профилактики спаечной болезни брюшины. Интраоперационное применение образцов предполагает наличие высокой степени адгезии. В ходе работы был определён микрорельеф имплантатов, а также степень адгезии с точностью до нм., нН., затем определен коэффициент корреляции между двумя величинами в двух состояниях.


Abstract:
The use of polymeric filmy implants is one of the ways to prevent disease of the peritoneum. Intraoperative samples requires a high degree of adhesion. The work was defined microtopography of implants, as well as the degree of adhesion to the nearest nm., nN., then determined the correlation coefficient between the two values in the two states.


Ключевые слова:
медицина; нанотехнологии; имплантология; полимеры; СЗМ; NT-MDT; шероховатость; адгезия

Keywords:
medicine; nanotechnology; implantology; polymers; SPM; NT-MDT; roughness; adhesion


УДК 616.381-007.274-77:615.46

Имплантаты на современном этапе развития медицины и техники представляют большой пласт не изученных факторов, как со стороны медицины, так и со стороны морфологических особенностей имплантатов, которые в первую очередь определяет способ изготовления и химической обработки исследуемого образца. Высокая адгезивность является одним из ключевых факторов выбора имплантатов для дальнейшего применения в оперативных вмешательствах. [2]

Одним из перспективных направлений импланталогии является разработка новых полимерных пленчатых имплантатов, которые при оперативных вмешательствах создают барьер, оптимизируют условия заживления поврежденных тканей, улучшают качество сопоставления швов. [1,3] В Курском государственном медицинском университете на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии им. профессора А.Д. Мясникова проводятся исследования по направлению «экспериментальная импланталогия». Основным предметом изучения стали полимерные рассасывающиеся имплантаты в виде полимерных пленчатых мембран (результат совместной работы с ООО «Линтекс», г. Санкт-Петербург). С помощью которых создается барьер между оперированным органом и окружающими тканями, результатом чего служит снижение выраженности или возникновения послеоперационных осложнений.

Цель исследования.

Изучить особенности коррелирования морфологических и адгезивных свойств полимерных пленчатых имплантатов

Материалы и методы.

Материалом для данного исследования послужила серия опытных образцов (N 70 MH R, N 71 MH R, N 74 MH R, N 75 MH R, N 76 MH R, N 77 MH R, N 78 MH R, N 79 MH R, N 80 MH R), изготовленных ООО Линтекс г. Санкт-Петербург на основе полимера целлюлозы, которые отличались друг от друга различными технологиями обработки. 

Изображения поверхности образцов  получены в нативном состоянии и через 30 мин. после контакта с NaCl 0,9% методами полуконтактной и контактной атомно-силовой микроскопии при комнатной температуре на воздухе с помощью сканирующего зондового микроскопа Solver Next (NT-MDT, Москва). Были использованы кремниевые кантилеверы CSG-10A (NT-MDT, Москва) с радиусом кривизны острия менее 30 нм, с типичным значением жёсткости 0,11 Н/м для контактных методов исследования и кремниевые кантилеверы NSG-01A (NT-MDT, Москва) с радиусом кривизны острия менее 30 нм с резонансными частотами 87-230 кГц для исследований полуконтактными методами. На основании полученных данных была определена сила адгезии, степень шероховатости и их корреляционная взаимосвязь.

Результаты.
Исследование рельефа.

Полученные изображения поверхности полимерных мембран (рис. 1, рис. 2) были проанализированы путем определения степени отклонения отдельных точек рельефа от изолинии. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты оценки характера рельефа в нм.

Образец

70 МН R

71 МН R

74 МН R

75 МН R

76 МН R

77 МН R

78 МН R

79 МН R

80 МН R

Нативный

98,63

84,81

187,72

9,68

283,29

22,95

7,65

47,38

12,99

NaCl 0.9%

54,07

58,64

45,19

43,6

130,84

181,72

47,01

21,22

18,19


 
Рис. 1. Скан образца 79 МН R в режиме латеральных сил.

Рис. 2. Скан образца 70 МН R   в режиме латеральных сил.

Сила Адгезии.

Оценка силы адгезии, возникающие между зондом и образцом были оценены по кривым спектроскопии «подвод-отвод» (рис. 3). Их величина может быть оценена с помощью закона Гука, согласно которому:

F=kΔz

где k - жесткость кантилевера, Δz – величина изгиба кантилевера.

По виду кривых подвода и отвода можно предположить, что значительный вклад во взаимодействие вносят пластичный и капиллярный эффекты. При исследовании некоторых образцов возник эффект «залипания» (рис. 4) что свидетельствует о наиболее высокой степени адгезии.

Оценки величины сил взаимодействия приведены  в таблице 2.

Рис.3. Кривая спектроскопии «подвод-отвод» для образца 76 МН R. Красная линия – подвод, синяя – отвод.                 

                        

Рис.4. Кривая спектроскопии «подвод-отвод» для образца 79 МН R. Эффект залипания.

Таблица 2

Результаты исследования силы адгезии.

№ образца

Адгезия, (нН)

нативный

NaCl 0,9%

70 МН R

49,37±3,21

98,23±7,12

71 МН R

44,22±5,28

2,1±0,08

74 МН R

64,92±7,53

8,38±0,64

75 МН R

7,84±0,44

4,35±0,49

76 МН R

4,91±0,46

залипание

77 МН R

4,44±0,02

залипание

78 МН R

13,37±0,83

залипание

79 МН R

залипание

залипание

80 МН R

залипание

залипание

 

Корреляционная взаимосвязь

По результатам проведенных исследований был определен коэффициент корреляции между величиной шероховатости и адгезии каждого образца (рис. 5).На графике наглядно проиллюстрировано увеличение степени корреляции между шероховатостью и силой адгезии у образцов, обработанных NaCl 0,9%, по сравнению с нативными образцами.

 

Рис. 5. График изменения коэффициента корреляции. 

Выводы

  • В нативном состоянии чем выше шероховатость, тем выше сила адгезии образцов полимерных имплнататов;
  • При чрезмерной шероховатости (отклонение от изолинии >250 нм.) сила адгезии существенно снижается;
  • Наблюдается увеличение шероховатости и соответсвенно увеличение степени адгезии изученных образцов после контакта с изотоническим растоворм NaCl.

Библиографический список:

1. Бойко В.В., Евтушенко Д.А. Способ профилактики спайкообразования у ранее оперированных больных на органах брюшной полости // Инновации в науке. 2013. №25. С. 177-181;
2. Jablin, M.S., Dubey M., Zhernenkov. M, Toomey R., Majewski J. Influence of lipid membrane rigidity on properties of supporting polymer // Biophys journal. 2011. №101. С. 128-133;
3. Burns S.A., Hard R., Hicks W.L., Cohan P., Sigurfson L., Gardella J.A. Determining the protein drug release characteristics and cell adhesion to a PLLA or PLGA biodegradable polymer membrane // Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2010. №94A. С. 27-37.




Рецензии:

27.10.2014, 13:06 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: Статья актуальна, интересный материал, рекомендуется к печати

2.11.2014, 13:07 Лахтин Юрий Владимирович
Рецензия: Статья оригинальная, научная новизна есть. Методы исследования, полученные результаты и выводы согласуются с поставленной целью. Однако имеются некоторые замечания и рекомендации. Статью необходимо чётче структурировать: 1. Цель исследования поставить после обоснования актуальности. 2. Конкретно описать в материалах и методах какие характеристики изучались в исследуемых образцах (шероховатость, адгезия и их коррелятивные связи. 3. Структурно выделить раздел обсуждения результатов. 4. В корреляционной взаимосвязи пояснить полученные результаты, чтобы читатели сами не догадывались о них по изучению графика. После доработки материала статья может быть опубликована в журнале.

06.11.2014 0:00 Ответ на рецензию автора Ярмамедов Дмитрий Муталифович:
Уважаемый Юрий Владимирович, большое спасибо за рецензию. Статья была доработана в соответствии с Вашими замечаниями.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх