
Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Влияние методов стерилизации на цитотоксичность керамических медицинских имплантов
Башкирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации, Уфа, Россия
Для корреспонденции: Азат Ринатович Билялов
ул. Ленина, д. 3, к. 119, 450008, Республика Башкортостан, г. Уфа, Россия; moc.liamg@volaylib.taza
Финансирование: работа выполнена при поддержке Российского научного фонда по гранту № 23-15-20042.
Вклад авторов: А. Р. Билялов — концепция исследования, анализ данных, редактирование статьи; С. В. Пятницкая — проведение экспериментальных исследований по оценке цитотоксичности (MTT-тест), анализ результатов; Г. А. Рафикова — подготовка цифровых моделей и изготовление образцов, анализ механических и биологических свойств материалов; В. Н. Акбашев — проведение экспериментов по стерилизации, анализ влияния методов стерилизации на материалы; А. Т. Бикмеев — математическое моделирование параметров материалов, интерпретация полученных данных; И. Ш. Ахатов — координация работы, общее руководство, редактирование статьи; О. Р. Шангина — анализ пористости и плотности образцов, статистическая обработка данных; С. С. Чугунов — проведение термической обработки и спекания образцов, описание материалов и методов; А. А. Тихонов — оценка микроструктурных изменений с использованием СЭМ, написание раздела «Электронная микроскопия».
Выбор метода стерилизации керамических имплантов играет ключевую роль, поскольку может оказывать влияние на химические и физико-механические свойства материала и его биосовместимость. Возможное повышение цитотоксичности после стерилизации негативно влияет на остеоинтеграцию. Целью исследования было определить цитотоксичность керамических образцов с пористой структурой после проведения наиболее распространенных методов стерилизации. Методом стереолитографии были подготовлены образцы из гидроксиапатита, трикальцифосфата и оксида алюминия. Образцы из костного аллографта были изготовлены методом DLP. Отжиг проводили при 800 °C и скорости нагрева 3 °C в минуту 4 ч, а спекание при температуре до 1200 °C. Использовали следующие методы стерилизации: автоклавирование при 1 атм, 120 °С, 45 мин; радиационная стерилизация, 25 с с поглощенной дозой 25 кГр; плазменно-перекисная стерилизация, 42 мин; стерилизация сухим жаром при 180 °С 60 мин. Цитотоксичность определяли МТТ-тестом с экспозицией в СО2 инкубаторе 24 ч. Результаты исследования: для ГА высокая пористость увеличивает значения при переходе от автоклавирования (0,1115) к плазменно-перекисной стерилизации (0,2023). Средняя и низкая пористость показывают аналогичное поведение, с пиками при сухожаровой стерилизации (0,4954 и 0,4505). Для ОА характерна высокая жизнеспособность при сухожаровой стерилизации. Результаты для ТКФ стабильны, но при низкой пористости заметен рост после автоклавирования (0,078 до 0,182 при стерилизации сухим жаром). Исследование формирует основу для оптимизации технологии изготовления и методов стерилизации керамических имплантов для обеспечения их высокой биосовместимости.
Ключевые слова: 3D-печать, медицинская керамика, аддитивные технологии, стерилизация, импланты, жизнеспособность клеток, керамика