Видання зареєстровані авторами шляхом самоархівування
Permanent URI for this communityhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/1
Browse
7 results
Search Results
Item In vitro evaluation of electrochemically bioactivated Ti6Al4V 3D porous scaffolds(Elsevier, 2021) Myakinin, A.; Turlybekuly, A.; Погребняк, Олександр Дмитрович; Pohrebniak, Oleksandr Dmytrovych; Mirek, A.; Bechelany, M.; Любчак, Ірина Володимирівна; Liubchak, Iryna Volodymyrivna; Олешко, Олександр Миколайович; Oleshko, Oleksandr Mykolaiovych; Гусак, Євгенія Володимирівна; Husak, Yevheniia Volodymyrivna; Корнiєнко, Вiкторiя Володимирiвна; Korniienko, Viktoriia Volodymyrivna; Leśniak-Ziółkowska, K.; Dogadkin, D.; Banasiuk, R.; Москаленко, Роман Андрійович; Moskalenko, Roman Andriiovych; Погорєлов, Максим Володимирович; Pohorielov, Maksym Volodymyrovych; Simka, W.Triply periodic minimal surfaces (TPMS) are known for their advanced mechanical properties and are wrinklefree with a smooth local topology. These surfaces provide suitable conditions for cell attachment and proliferation. In this study, the in vitro osteoinductive and antibacterial properties of scaffolds with different minimal pore diameters and architectures were investigated. For the first time, scaffolds with TPMS architecture were treated electrochemically by plasma electrolytic oxidation (PEO) with and without silver nanoparticles (AgNPs) to enhance the surface bioactivity. It was found that the scaffold architecture had a greater impact on the osteoblast cell activity than the pore size. Through control of the architecture type, the collagen production by osteoblast cells increased by 18.9% and by 43.0% in the case of additional surface PEO bioactivation. The manufactured scaffolds demonstrated an extremely low quasi-elastic modulus (comparable with trabecular and cortical bone), which was 5–10 times lower than that of bulk titanium (6.4–11.4 GPa vs 100–105 GPa). The AgNPs provided antibacterial properties against both gram-positive and gram-negative bacteria and had no significant impact on the osteoblast cell growth. Complex experimental results show the in vitro effectiveness of the PEO-modified TPMS architecture, which could positively impact the clinical applications of porous bioactive implants.Item Електрохімічні особливості методу плазмової електрооксидації(Сумський державний університет, 2024) Муквич, В.Ю.Бакалаврська кваліфікаційна робота складається зі вступу, 3 розділів і загальних висновків. Загальний обсяг роботи 44 сторінки, зокрема 14 рисунків, 2 таблиці, 29 літературних джерел. Предметом бакалаврської роботи є електрохімічні особливості методу PEO, включаючи процеси окиснення-відновлення, вплив різних параметрів процесу на формування та властивості утворених оксидних покриттів. Робота складається з трьох частин: 1. Огляд літературних джерел; 2. Матеріали та методика експерименту; 3. Визначення закономірностей процесу плазмової електрооксидації. Об’єктом дослідження є метод плазмової електролітичної оксидації, що використовується для модифікації поверхонь металевих матеріалів. Головною метою цієї кваліфікаційної роботи є дослідження поверхні матеріалів, які були оброблені методом плазмової електролітичної оксидації та визначення зміни в морфології, структурі, хімічному складі та фізичних властивостях цих поверхонь після застосування методу. У роботі виконано дослідження методу плазмової електрооксидації, впливу попередньої обробки зразку та прикладеної сили струму на морфологію утвореного покриття.Item Bioactivity Performance of Pure Mg after Plasma Electrolytic Oxidation in Silicate-Based Solutions(MDPI, 2021) Гусак, Євгенія Володимирівна; Гусак, Евгения Владимировна; Husak, Yevheniia Volodymyrivna; Michalska, J.; Олешко, Олександр Миколайович; Олешко, Александр Николаевич; Oleshko, Oleksandr Mykolaiovych; Корнiєнко, Вiкторiя Володимирiвна; Корниенко, Виктория Владимировна; Korniienko, Viktoriia Volodymyrivna; Grundsteins, K.; Дригваль, Богдан Олександрович; Дрыгваль, Богдан Александрович; Dryhval, Bohdan Oleksandrovych; Altundal, S.; Mishchenko, O.; Вітер, Роман Віталійович; Ветер, Роман Витальевич; Viter, Roman Vitaliiovych; Simka, W.The biodegradable metals, including magnesium (Mg), are a convenient alternative to permanent metals but fast uncontrolled corrosion limited wide clinical application. Formation of a barrier coating on Mg alloys could be a successful strategy for the production of a stable external layer that prevents fast corrosion. Our research was aimed to develop an Mg stable oxide coating using plasma electrolytic oxidation (PEO) in silicate-based solutions. 99.9% pure Mg alloy was anodized in electrolytes contained mixtures of sodium silicate and sodium fluoride, calcium hydroxide and sodium hydroxide. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), contact angle (CA), Photoluminescence analysis and immersion tests were performed to assess structural and long-term corrosion properties of the new coating. Biocompatibility and antibacterial potential of the new coating were evaluated using U2OS cell culture and the grampositive Staphylococcus aureus (S. aureus, strain B 918). PEO provided the formation of a porous oxide layer with relatively high roughness. It was shown that Ca(OH)2 was a crucial compound for oxidation and surface modification of Mg implants, treated with the PEO method. The addition of Ca2+ ions resulted in more intense oxidation of the Mg surface and growth of the oxide layer with a higher active surface area. Cell culture experiments demonstrated appropriate cell adhesion to all investigated coatings with a significantly better proliferation rate for the samples treated in Ca(OH)2 - containing electrolyte. In contrast, NaOH-based electrolyte provided more relevant antibacterial effects but did not support cell proliferation. In conclusion, it should be noted that PEO of Mg alloy in silicate baths containing Ca(OH)2 provided the formation of stable biocompatible oxide coatings that could be used in the development of commercial degradable implantsItem Biocompatibility and Antibacterial Properties of ZnO-Incorporated Anodic Oxide Coatings on TiZrNb Alloy(MDPI, 2020) Олешко, Олександр Миколайович; Олешко, Александр Николаевич; Oleshko, Oleksandr Mykolaiovych; Гусак, Євгенія Володимирівна; Гусак, Евгения Владимировна; Husak, Yevheniia Volodymyrivna; Корнiєнко, Вiкторiя Володимирiвна; Корниенко, Виктория Владимировна; Korniienko, Viktoriia Volodymyrivna; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Варава, Юлія Валентинівна; Варава, Юлия Валентиновна; Varava, Yuliia Valentynivna; Калінкевич, Оксана Володимирівна; Калинкевич, Оксана Владимировна; Kalinkevych, Oksana Vladymyrovna; Pisarek, M.; Grundsteins, K.; Pogorielova, O.; Mishchenko, O.; Simka, W.; Вітер, Роман Віталійович; Ветер, Роман Витальевич; Viter, Roman Vitaliiovych; Погорєлов, Максим Володимирович; Погорелов, Максим Владимирович; Pohorielov, Maksym VolodymyrovychIn a present paper, we demonstrate novel approach to form ceramic coatings with incorporated ZnO nanoparticles (NPs) on low modulus TiZrNb alloy with enhanced biocompatibility and antibacterial parameters. Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) was used to integrate ZnO nanoparticles (average size 12–27 nm), mixed with Ca(H2PO2)2 aqueous solution into low modulus TiZrNb alloy surface. The TiZrNb alloys with integrated ZnO NPs successfully showed higher surface porosity and contact angle. XPS investigations showed presence of Ca ions and absence of phosphate ions in the PEO modified layer, what explains higher values of contact angle. Cell culture experiment (U2OS type) confirmed that the surface of as formed oxide-ZnO NPs demonstrated hydrophobic properties, what can affect primary cell attachment. Further investigations showed that Ca ions in the PEO coating stimulated proliferative activity of attached cells, resulting in competitive adhesion between cells and bacteria in clinical situation. Thus, high contact angle and integrated ZnO NPs prevent bacterial adhesion and considerably enhance the antibacterial property of TiZrNb alloys. A new anodic oxide coating with ZnO NPs could be successfully used for modification of low modulus alloys to decrease post-implantation complications.Item Formation of a Bacteriostatic Surface on ZrNb Alloy via Anodization in a Solution Containing Cu Nanoparticles(MDPI, 2020) Корнiєнко, Вiкторiя Володимирiвна; Корниенко, Виктория Владимировна; Korniienko, Viktoriia Volodymyrivna; Олешко, Олександр Миколайович; Олешко, Александр Николаевич; Oleshko, Oleksandr Mykolaiovych; Гусак, Євгенія Володимирівна; Гусак, Евгения Владимировна; Husak, Yevheniia Volodymyrivna; Дейнека, Володимир Миколайович; Дейнека, Владимир Николаевич; Deineka, Volodymyr Mykolaiovych; Голубнича, Вікторія Миколаївна; Голубничая, Виктория Николаевна; Holubnycha, Viktoriia Mykolaivna; Mishchenko, O.; Kazek-Kęsik, A.; Jakobik-Kolon, A.; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Leśniak-Ziółkowska, K.; Kalinkevich, O.; Kalinkevich, A.; Pisarek, M.; Simka, W.; Погорєлов, Максим Володимирович; Погорелов, Максим Владимирович; Pohorielov, Maksym VolodymyrovychHigh strength, excellent corrosion resistance, high biocompatibility, osseointegration ability, and low bacteria adhesion are critical properties of metal implants. Additionally, the implant surface plays a critical role as the cell and bacteria host, and the development of a simultaneously antibacterial and biocompatible implant is still a crucial challenge. Copper nanoparticles (CuNPs) could be a promising alternative to silver in antibacterial surface engineering due to low cell toxicity. In our study, we assessed the biocompatibility and antibacterial properties of a PEO (plasma electrolytic oxidation) coating incorporated with CuNPs (Cu nanoparticles). The structural and chemical parameters of the CuNP and PEO coating were studied with TEM/SEM (Transmission Electron Microscopy/Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy-Dispersive X-ray Dpectroscopy), and XRD (X-ray Diffraction) methods. Cell toxicity and bacteria adhesion tests were used to prove the surface safety and antibacterial properties. We can conclude that PEO on a ZrNb alloy in Ca–P solution with CuNPs formed a stable ceramic layer incorporated with Cu nanoparticles. The new surface provided better osteoblast adhesion in all time-points compared with the nontreated metal and showed medium grade antibacterial activities. PEO at 450 V provided better antibacterial properties that are recommended for further investigation.Item In Vitro Biological Characterization of Silver-Doped Anodic Oxide Coating on Titanium(MDPI, 2020) Олешко, Олександр Миколайович; Олешко, Александр Николаевич; Oleshko, Oleksandr Mykolaiovych; Любчак, Ірина Володимирівна; Любчак, Ирина Владимировна; Liubchak, Iryna Volodymyrivna; Гусак, Євгенія Володимирівна; Гусак, Евгения Владимировна; Husak, Yevheniia Volodymyrivna; Корнiєнко, Вiкторiя Володимирiвна; Корниенко, Виктория Владимировна; Korniienko, Viktoriia Volodymyrivna; Юсупова, Азіза Фарходівна; Юсупова, Азиза Фархадовна; Yusupova, Aziza Farkhodivna; Олешко, Тетяна Богданівна; Олешко, Татьяна Богдановна; Oleshko, Tetiana Bohdanivna; Banasiuk, R.; Szkodo, M.; Matros-Taranets, I.; Kazek-Kęsik, A.; Simka, W.; Погорєлов, Максим Володимирович; Погорелов, Максим Владимирович; Pohorielov, Maksym VolodymyrovychDespite the high biocompatibility and clinical effectiveness of Ti-based implants, surface functionalization (with complex osteointegrative/antibacterial strategies) is still required. To enhance the dental implant surface and to provide additional osteoinductive and antibacterial properties, plasma electrolytic oxidation of a pure Ti was performed using a nitrilotriacetic acid (NTA)-based Ag nanoparticles (AgNP)-loaded calcium–phosphate solution. Chemical and structural properties of the surface-modified titanium were assessed using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive X-ray (EDX) and contact angle measurement. A bacterial adhesion test and cell culture biocompatibility with collagen production were performed to evaluate biological effectiveness of the Ti after the plasma electrolytic process. The NTA-based calcium–phosphate solution with Ag nanoparticles (AgNPs) can provide formation of a thick, porous plasma electrolytic oxidation (PEO) layer enriched in silver oxide. Voltage elevation leads to increased porosity and a hydrophilic nature of the newly formed ceramic coating. The silver-enriched PEO layer exhibits an effective antibacterial effect with high biocompatibility and increased collagen production that could be an effective complex strategy for dental and orthopedic implant development.Item Вплив режиму обробки силумінів на морфологію кобальтовмісних ПЕО-покривів(Сумський державний університет, 2017) Каракуркчі, Г.В.; Сахненко, М.Д.; Ведь, М.В.Плазмово-електролітичне оксидування (ПЕО) є ефективним способом підвищення функціональних властивостей робочих поверхонь деталей, що працюють в умовах значних теплових та механічних навантажень, зокрема із силумінів, які широко використовуються в автомобільній промисловості та двигунобудуванні. За результатами проведених досліджень встановлено, що із пірофосфатних електролітів на основі сульфату кобальту в ПЕО-режимі формуються рівномірні оксидні композиційні покриви характерного фіолетового кольору внаслідок включення до складу поверхневих шарів нестехіометричних оксидів кобальту.