Сорбційні властивості біосумісних матеріалів щодо наночастинок металів

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена створенню та дослідженню композитних матеріалів на основі гідроксиапатиту (ГА), модифікованих наночастинками срібла (AgNPs), оксиду цинку (ZnONPs) та міді (CuNPs). Дослідження спрямоване на оцінку властивостей цих матеріалів, зокрема кінетики вивільнення іонів металів та їх антимікробної активності. Робота включає три основні розділи. У першому розділі розглянуто загальні характеристики гідроксиапатиту як синтетичного біоматеріалу, його застосування у біомедицині та можливості модифікації наночастинками металів. Другий розділ присвячено методам синтезу гідроксиапатиту та отримання наночастинок металів. У третьому розділі представлено результати експериментального дослідження, зокрема аналіз кінетики вивільнення іонів металів із поверхні композитів та оцінку їх антимікробної активності. Головною метою роботи є створення композитного матеріалу на основі ГА, який характеризується контрольованим вивільненням наночастинок металів і високою біосумісністю. У ході досліджень було синтезовано основу композитного матеріалу – гідроксиапатит, виготовлено зразки композитів з додаванням наночастинок AgNPs, ZnONPs та CuNPs, а також проведено порівняльний аналіз ефективності десорбції іонів металів. Окрему увагу приділено вивченню антимікробних властивостей отриманих матеріалів. Результати роботи демонструють перспективність використання синтезованих композитів у медичних і біологічних додатках, зокрема у створенні біосумісних матеріалів із тривалою антимікробною дією.

The master’s qualification thesis is devoted to the development and investigation of composite materials based on hydroxyapatite (HA) modified with silver nanoparticles (AgNPs), zinc oxide nanoparticles (ZnONPs), and copper nanoparticles (CuNPs). The research focuses on evaluating the properties of these materials, including the kinetics of metal ion release and their antimicrobial activity. The thesis comprises three main sections. The first section reviews the general characteristics of hydroxyapatite as a synthetic biomaterial, its applications in biomedicine, and the possibilities of modification with metal nanoparticles. The second section describes the methods for synthesizing hydroxyapatite and metal nanoparticles. The third section presents the results of experimental studies, including the analysis of the kinetics of metal ion release from the composite surface and the evaluation of their antimicrobial activity. The primary objective of the research is to create a composite material based on HA, characterized by controlled release of metal nanoparticles and high biocompatibility. During the study, the base material—hydroxyapatite—was synthesized, composite samples with AgNPs, ZnONPs, and CuNPs were fabricated, and a comparative analysis of the efficiency of metal ion desorption was conducted. Special attention was given to investigating the antimicrobial properties of the synthesized materials. The results demonstrate the potential of these composites for use in medical and biological applications, particularly in developing biocompatible materials with long-term antimicrobial effects.