Физические факторы формирования биоактивных и антибактериальных кальцийфосфатных покрытий методом высокочастотного магнетронного распыления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Просолов Константин Александрович

• Просолов Константин Александрович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Просолов Константин Александрович

ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И МЕТОДЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1.1 Материалы для медицины

1.1.1 Биоинертные сплавы, применяемые в медицине

1.1.1.1 Классические титановые сплавы

1.1.1.2 Нанокристаллическая структура титана и интенсивная пластическая деформация

1.1.1.3 Гипоаллергенный титановый сплав

1.1.2 Биорезорбируемые сплавы на основе магния

1.1.3 Материалы на основе фосфатов кальция

1.2 Методы формирования кальцийфосфатных покрытий на поверхности металлических материалов

1.2.1 Плазменное напыление

1.2.2 Микродуговое оксидирование

1.2.3 Лазерная абляция

1.2.4 ВЧ магнетронное распыление

1.3 Роль морфологии поверхности и структуры покрытий на основе фосфатов кальция

1.4 Постановка задачи

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ОБРАБОТОК ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Применяемые материалы и объекты исследования

2.1.1 Формирование структурного и поверхностного состояния подложек для напыления

2.1.2 Получение порошков фосфатов кальция

2.1.3 Синтез мишеней для ВЧ магнетронного распыления

2.1.4 ВЧ магнетронная вакуумная установка и режимы получения КФ покрытий

2.1.5 Модифицирующий отжиг ВЧ магнетронных покрытий

2.2 Методы исследования

2.2.1 Рентгеноструктурный анализ

2.2.2 Растровая электронная микроскопия

2.2.3 Метод атомно-силовой микроскопии

2.2.4 Просвечивающая электронная микроскопия

2.2.5 Спектральная эллипсометрия

2.2.6 Измерение адгезионной прочности методом склерометрии

2.2.7 Измерение контактного угла смачивания

3 ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МИШЕНЕЙ НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БИОРЕЗОРБИРУЕМЫХ И КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СПЛАВОВ

3.1 Сравнительный анализ сплавов на основе титана и магния

3.2 Гидроксиапатит-трикальцийфосфат бифазные мишени

3.3 Мишени на основе цинк- и медь-замещенного гидроксиапатита

4 СТРУКТУРА ВЧ МАГНЕТРОННЫХ КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ

4.1 Характеристика аморфных кальцийфосфатных покрытий, полученных методом ВЧ магнетронного распыления бифазных мишеней и мишеней из цинк- или медь-замещенных гидроксиапатитов

4.2 Структура и свойства кристаллических и аморфно-кристаллических кальцийфосфатных покрытий

4.2.1 Особенности формирования кальцийфосфатных покрытий на подложке титана в наноструктурированном состоянии

4.2.2 Влияние принудительного нагрева подложек в процессе ВЧ магнетронного распыления на структуру и свойства покрытий

4.2.3 Влияние температурной пост-обработки отжигом на структуру и свойства покрытий

5. УПРАВЛЕНИЕ МОРФОЛОГИЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

КАЛЬЦИЙФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ

5.1. Влияние состава мишени и температуры подложки на морфологию

поверхности кальцийфосфатных покрытий

5.2 Формирование КФ покрытий в условиях скользящего падения частиц к

подложке

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИЗОБРАЖЕНИЕ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ПАТЕНТА РФ №2715055

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физические факторы формирования биоактивных и антибактериальных кальцийфосфатных покрытий методом высокочастотного магнетронного распыления»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Возникновение бактериальной инфекции при оперативном хирургическом вмешательстве, связанном с установкой имплантата, остается актуальной проблемой современной медицины. Наряду с этим, актуальной остается потребность в ускоренной остеоинтеграции медицинских изделий и формировании барьерного слоя между костью и металлической основой имплантата. На сегодня, широко применяются методы физического воздействия на поверхность металлических изделий, что, в свою очередь, позволяет в значительной мере изменять их элементный состав, фазовое состояние, микро- и нано-шероховатость, что обуславливает эффективность работы медицинского изделия как в условиях повышенного риска присоединения бактериальной инфекции, так и в случаях лечения пациентов с замедленным обменом веществ, что повышает риск возникновения нестабильности имплантата.

В области медицинского материаловедения, изучающей взаимодействие между поверхностью имплантата и костью, наиболее распространенным методом модификации поверхности является формирование кальцийфосфатных (КФ) слоев. На сегодняшний день эффективность применения КФ покрытий широко признана и является неотъемлемым шагом при производстве медицинских изделий для лечения костных дефектов. Зачастую для формирования КФ покрытий используют материал, являющийся минеральной компонентой костной ткани - гидроксиапатит (ГА). ГА является слаборастворимым КФ, в то время как трикальцийфосфат (ТКФ) или бифазная керамика (БФК) на основе смесей фаз ГА и ТКФ применяют для увеличения скорости биорезорбции и высвобождения биодоступного фосфата кальция. В общем случае, КФ покрытия стимулируют процесс остеогенеза, повышают биосовместимость имплантата и выполняют барьерную функцию, замедляя коррозию металлической основы. В свою очередь, в качестве материала основы, в настоящее время используют как классические титановые сплавы в крупнокристаллическом и в ультрамелкозернистом или наноструктурированном состоянии (ВТ-6, ВТ1-0 и ВТ1-00), так и гипоаллергенные безванадивые сплавы (Ть 6Л1-7МЪ), а также новый класс биорезорбируемых сплавов на основе магния для медицинских приложений.

Наиболее распространенными способами формирования КФ покрытий в производстве являются различные физические и электрохимические методы, прежде всего, термическое плазменное осаждение и микродуговое оксидирование. Альтернативным подходом к формированию КФ покрытий, только набирающим потенциал применения в клинической практике, является класс физических методов осаждения из паровой фазы. Одним из ярких представителей этого класса методов является высокочастотное (ВЧ) магнетронное распыление КФ мишеней. Принимая во внимание тот факт, что физико-химические свойства покрытий, полученных из паровой фазы, значительно отличаются от свойств покрытий, полученных другими методами, материаловедческое сообщество старается расширить палитру способов нанесения КФ покрытий таким образом, чтобы метод формирования подбирался, исходя из типа медицинского изделия и его назначения. При этом физическое состояние поверхности покрытия становится во многом определяющим. В этой связи метод ВЧ магнетронного распыления является перспективным, т.к. характеристики получаемых КФ слоев, такие как структура, элементный состав и морфология поверхности, могут варьироваться в широком диапазоне за счет изменения параметров распыления, обеспечивая комплекс свойств, необходимых для конкретного типа изделия. Подходы к реализации бактерицидного действия с помощью физического воздействия топографии поверхности покрытия и путем высвобождения антибактериальных ионов (Ag, Бе, Си и др.) в последние годы становятся все более актуальными, формирование таких покрытий методом ВЧ магнетронного распыления до сих пор остается недостаточно изученным. В известных из литературы работах, связанных с исследованием структурообразования КФ покрытий, не изучен перспективный подход к модификации поверхности таких покрытий на наномасштабе путем осаждения под углом к подложке, что в свою очередь является ключом к повышению скорости остеоинтеграции и усилению антибактериального эффекта. Более того, несмотря на внимание к структурообразованию фазы ГА во время магнетронного осаждения КФ покрытий, систематически не рассматриваются механизмы структурообразования и трансформации аморфного фосфата кальция в кристаллический гидроксиапатит в условиях отжига в безвоздушной атмосфере. В работах, затрагивающих влияния температуры и атмосферы рабочей камеры на трансформацию аморфного фосфата

кальция, детально не рассматривается морфология и направление роста кристаллитов, а также скорость кристаллизации ГА, что является критическим параметром в случае необходимости получения заданной объемной доли аморфной и кристаллической фазы в составе нанокомпозитного покрытия. Тем самым, на сегодняшний день физические факторы формирования КФ покрытий методом ВЧ магнетронного распыления исследованы недостаточно, что ограничивает широкое применение этого метода. Совокупность данных обстоятельств обуславливает необходимость проведения комплексного исследования с целью установления физических закономерности формирования биоактивных и антибактериальных покрытий на основе фосфатов кальция, полученных методом ВЧ магнетронного распыления: определение роли состава и структуры мишеней, подложек, геометрии осаждения и термообработок.

Степень разработанности темы исследования. Первые работы, посвященные применению метода магнетронного распыления мишени из ГА для формирования биосовместимых покрытий медицинского назначения, появились в начале девяностых годов в научной группе при участии проф. Д. Волке и проф. К. Дэ Груфа из университета Неймегена, Нидерланды. В настоящее время многие научные группы по всему миру занимаются вопросами формирования КФ покрытий на медицинских имплантатах. Необходимо отметить научные группы под руководством проф. К. Острикова из университете Сиднея, Австралия, проф. А.Р. Бойд из университета Ульстера, Великобритания. Активное участие в развитии метода принимали также научные группы из Румынии под руководством проф. А. Попеску из Национального института лазеров, плазмы и радиационной физики и проф. А. Владеску из Национального института оптоэлектроники. Существенный вклад в изучение КФ покрытий внесли научные труды академика РАН В.М. Иевлева и член-корр. РАН С.М. Баринова. ВЧ магнетронные КФ покрытия активно исследуются на базе ТПУ научными группами под руководством проф., д.ф.-м.н.

В.Ф. Пичугина|, к.ф.-м.н. С.И. Твердохлебова и д.т.н. Р.А. Сурменева, а также в научной группе проф., д.ф.-м.н. Ю.П. Шаркеева (ИФПМ СО РАН, ТПУ). Несмотря на значительное количество публикаций по теме, связанной с получением методом ВЧ магнетронного распыления новых КФ покрытий, в литературе редко встречаются систематические работы по исследованию закономерностей роста

антибактериальных покрытий на основе цинк- или медь-замещенных ГА, а также не освещен вопрос формирования покрытий путем распыления БФК мишеней на основе фаз ГА и ТКФ в различном их соотношении. Более того, недостаточно внимания уделяется морфологии и нанотопографии поверхности КФ покрытий, в зависимости от параметров осаждения. Вопрос изучения метода осаждения КФ под скользящим углом к подложке, закономерности изменения степени наношероховатости и физико-механических свойств покрытий, полученных в таких условиях, остается нераскрытым и неизученным.

Цель работы — установить физические закономерности и выявить роль состава и структуры мишеней, подложек, геометрии осаждения и термообработок в формировании методом ВЧ магнетронного распыления биоактивных, антибактериальных КФ покрытий во взаимосвязи с их свойствами.

Задачи работы.

1. Исследовать структуру мишеней синтезированных из кальцийфосфатных порошков на основе гомогенных смесей трикальцийфосфата (ТКФ) и гидроксиапатита (ГА); цинк- и медь- замещенных гидроксиапатитов, использовать их для ВЧ магнетронного распыления, получить покрытия на подложках из биоинертных сплавов на основе титана и биорезорбируемого сплава магния, в том числе, находящихся в наноструктурированном состоянии.

2. Установить физические закономерности формирования КФ покрытий, в условиях осаждения на подложки из титана в разном структурном состоянии, от крупнокристаллического до наноструктурированного.

3. Изучить закономерности формирования КФ покрытий методом ВЧ магнетронного распыления в условиях косого осаждения, определить их внутреннюю структуру, морфологию поверхности, наношероховатость.

4. Исследовать структуру, фазовый и элементные составы ВЧ магнетронных КФ покрытий, полученных из стехиометрического ГА и ГА с замещениями цинком или медью на биоинертных сплавах, в зависимости от материала подложки и ее температуры в ходе осаждения и последующей обработки.

5. Реализовать установленные физические закономерности и подходы с целью формирования антибактериальных покрытий на медицинских изделиях для остеосинтеза. Выполнить биологическое тестирование полученных покрытий.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следующие новые результаты.

1. Установлено влияние ориентации подложки относительно потока частиц из ВЧ магнетронной плазмы на морфологию и нанорельеф кальцийфосфатных покрытий. Определены критические углы, при которых теневой эффект становится существенным и значительно меняет морфологию поверхности.

2. Установлены зависимости скорости роста формируемых покрытий в условиях скользящего падения распыляемых частиц, в зависимости от рабочего давления газа и расстояния от мишени до плоскости подложкодержателя.

3. Исследованы и установлены механизмы, а также разработана схема эволюции микроструктуры КФ покрытий в зависимости от температуры подложки во время осаждения и пост-обработки в защитной среде аргона.

Теоретическая значимость. Установленные закономерности формирования структуры КФ слоев методом ВЧ магнетронного распыления вносят вклад в развитие физики конденсированного состояния, а именно, физических основ тонких пленок и покрытий. Впервые установлена зависимость изменения морфологии поверхности КФ покрытия от ориентации подложки относительно направления распыляемого потока, что связано с теневым эффектом, а также физикой конденсации нейтральных атомов и кластеров, основанных на Ca- и PO- группах, в условиях ионной бомбардировки наклонной поверхности. Установлены физические закономерности формирования аморфной и поликристаллической структур КФ покрытий на поверхности резорбируемых и коррозионностойких биоинертных сплавов.

Практическая ценность работы. Установлены параметры и режимы процесса ВЧ магнетронного распыления, позволяющие управлять степенью наношероховатости поверхности КФ покрытия, а также формировать покрытия в различных структурных состояниях от аморфных до поликристаллических, включая текстурированные, с различными типами зеренной структуры. Разработаны подходы к формированию антибкатериальных КФ покрытий на интрамедуллярные фиксаторы и пины, применяемые в медицинской практике.

Получен патент РФ № 2019136847/04(072859) на "Способ получения кальцийфосфатного покрытия на образце", Просолов К. А., Шаркеев Ю. П., Ластовка В. В., Болат-оол А. А., Уваркин П. В., Химич М. А. Белявская О. А. / патентообладатель ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. - опубл. 25.02.2020 (приложение А).

Получен патент РФ № 2020117762/14(029876) на "Способ получения антибактериального кальцийфосфатного покрытия на ортопедическом имплантате, имеющем форму тела вращения, и оснастка для его осуществления (варианты)". Митриченко Д. В., Просолов А. Б., Комков А. Р., Хлусов И. А., Анисеня И. И., Ластовка В. В., Просолов К. А., Белявская О. А., Шаркеев Ю. П. / патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СИНТЕЛ". - опубл. 31.03.2021.

Методология и методы исследования. В работе применялись современные экспериментальные методы исследования тонкой кристаллической структуры, фазового, элементного составов, морфологии поверхности и физико-механических свойств КФ покрытий. Полученные экспериментальные результаты были обработано с применением стандартных статистических методик. Основными методами исследования в работе являлись рентгеноструктурный анализ, растровая и просвечивающая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия.

Положения, выносимые на защиту.

1. Эффект повышения скорости распыления 7п- или Си-замещенных гидроксиапатитов обусловлен тем, что при замещении происходит изменение плотности и объема элементарной ячейки кристаллического гидроксиапатита, что может быть связано с изменением положения ионов заместителей 7п2+ или Си2+ из позиции (11)Са2+ в катионной подрешетке к замещению группы (ОН)- в апатитовой структуре в ходе синтеза мишени.

2. Аморфные покрытия с сохранением атомного ближнего порядка, соответствующего кристаллической структуре гексагонального гидроксиапатита, образуются путем ВЧ магнетронного распыления мишеней как стехиометрического, так и замещенных гидроксиапатитов, на подложках, температура которых не превышает 100 °С. При увеличении температуры подложки до 200 °С кристаллическая компонента ГА покрытия формируется с градиентом зеренной

структуры и размерами зерна в диапазоне от 10 нм до 30 нм. Колонковый рост кристаллической структуры гидроксиапатита реализуется при начальной пороговой температуре 300 °С, что ведет к образованию текстуры и преимущественной ориентации кристаллитов в направлении [002]га .

3. Ориентация подложки к направлению потока распыляемого материала определяет наношероховатость кальцийфосфатного покрытия. Рост шероховатости обусловлен теневым эффектом, влияние которого закономерно возрастает при наклоне образца в диапазоне углов от 60° до 80°, при этом форма структурных элементов трансформируется от равноосных до эллипсовидных, вытянутых в направлении потока частиц.

4. Скорость движения фронта кристаллизации при отжиге аморфного фосфата кальция определяется атмосферой рабочей камеры и температурой, но не зависит от толщины покрытия и теплопроводности материала подложки: при температуре 400 °С в атмосфере аргона скорость кристаллизации составляет порядка 0,06 нм/с.

Достоверность полученных в работе экспериментальных результатов и обоснованность положений, выносимых на защиту, а также выводов, сделанных в работе, обеспечена использованием современных методов исследования структуры, фазового состава и физико-механических свойств материалов, использованием аттестованного оборудования, статистической обработкой результатов измерений, соответствием полученных результатов данным других авторов.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях, семинарах и школах: Международная конференция «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надёжных конструкций» (Томск, 2016), Конкурс разработок молодых ученых и научных коллективов в рамках конгресса «II конгресс ЗДРАВ 2016. Здравоохранение России. Технологии опережающего развития» (Томск, 2016), 1st biennial conference BioMah biomaterials for healthcare: Biomaterials for Tissue and Genetic Engineering and the Role of Nanotechnology (Рим, 2016), Xth China-Russia-Belarus Workshop «perspective plasma technologies 2017» (Байкал, 2017), Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «современные технологии и материалы новых поколений» (Томск, 2017), Международная конференция «Перспективные материалы с иерархической

структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Томск, 2017), XIV Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов" (Москва, 2017), Всероссийское совещание «Биоматериалы в медицине» (Москва, 2017), 2nd FOTONIKA-LV conference "Achievements and Future Prospects" (Рига, 2017), 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2018) (Томск, 2018), XIII Международной научно-технической конференции «современные методы и технологии создания и обработки материалов» (Минск, 2018), Biomaterials and Novel Technologies for Healthcare, 2nd International Biennial Conference BioMaH (Рим, 2018), LBG Meeting for Health Sciences 2018 (Вена, 2018), Перспективы развития фундаментальных наук: XVI Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 2019), The 21st International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (Томск, 2019), 14th International Conference "Gas Discharge Plasmas and Their Applications GPD 2019 (Томск, 2019), Международной конференции «Перспективные материалы с иерархической структурой для новых технологий и надежных конструкций» (Томск, 2019), XIIth China-Russia-Belarus Workshop. Perspective plasma technologies 2019 (Минск, 2019).

Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 14-ти работах [1-12], из них - в 2-х статьях в журналах из перечня ВАК, в 10-ти статьях - в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, 2 из которых опубликованы в изданиях первого квартиля (Q1), 3 в изданиях второго квартиля (Q2), получено 2 патента РФ.

Личный вклад состоит в совместной с научным руководителем постановке и обсуждении цели и задач, планировании и проведении экспериментальных исследований, обсуждении и интерпретации полученных данных, подготовке научных статей, активном участии в конференциях, программах обмена и семинарах.

Диссертационная работа выполнена в ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) в рамках программы фундаментальных исследований СО РАН, 2013-2020 гг., проект № III.23.2.5 и в ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (НИ ТПУ) при частичной поддержке проектов 7-й

Рамочной Европейской программы, конкурс FP7-PEOPLE-2013-IRSES, проект № 612691 "Международное сообщество по новым стратегиям получения фосфатов кальция" и частичной финансовой поддержке в рамках научно - исследовательских и опытно - конструкторских работ по теме: "Разработка биодеградируемых и небиодеградируемых ортопедических имплантатов с антибактериальными покрытиями и контролируемой биодеградацией" (на основании договора №388ГР/42015 между ООО "СИНТЕЛ" и Фондом содействия инновациям о предоставлении гранта) (2018-2020г.), при индивидуальном финансировании в рамках стипендии Президента РФ для обучающихся за рубежом на 2018-2019 учебный год и стипендии Правительства Италии на проведение исследований в итальянских институтах и научных центрах в 2018-2019 учебном году.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, приложения А и приложения Б, списка литературы, включающего 237 источника цитируемой литературы. Работа содержит 197 страниц, в том числе 90 рисунков, 25 таблиц и 27 формул.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю за помощь в формировании направления исследований и курированию результатов работы д.ф.-м.н., проф. Ю.П. Шаркееву - заведующему лабораторией физики наноструктурных биокомпозитов (ЛФНБ) ИФПМ СО РАН, профессору НИ ТПУ; гл. специалисту О.А. Белявской за помощь в разработке и изготовлении мишеней для распыления и проведение исследований и обсуждение результатов; к.ф.-м.н. В.В. Ластовке за неоценимую помощь в проведении процессов ВЧ магнетронного распыления; д.т.н. М.Б. Седельниковой за плодотворное обсуждение результатов исследований и постоянную поддержку; к.т.н. М.А. Химич за проведение рентгеноструктурных исследований и помощь в обработке результатов; проф. Ю. Шмидт (J. Schmidt) за предоставленный для исследования магниевый сплав; д.м.н., проф. И.А. Хлусову за проведение биологических испытаний; проф. Д.В. Рау и проф. Э. Чех (E. Zschech) за помощь в проведении микроскопических исследований; проф. М. Эппле (M. Epple), д.т.н. О. Примаку, проф. Ю. Дехтяр за поддержку и обсуждение результатов исследований; д.х.н. М.В. Чайкиной ведущему научному

сотруднику лаборатории интеркалляционных и механохимических реакций ИХТТМ СО РАН за подготовку стехиометрического и замещенных ГА; сотрудникам ЛФНБ ИФПМ СО РАН И.А. Глухову, П.В. Уваркину, А.И. Толмачеву, к.т.н. В.В. Чебодаевой за помощь в подготовке образцов, участие в выполнении экспериментов, за полезные обсуждения; семье и друзьям за поддержку в ходе выполнения работы.

1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ И МЕТОДЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Создание новых композитных материалов и покрытий с заданными свойствами является одним из главных направлений современных науки и технологий. Особое значение данное направление приобретает при разработке биоактивных материалов для различных биомедицинских приложений, в частности, имплантатов и наноструктур для подавления жизнедеятельности бактерий и вирусов. Эффективность взаимодействия имплантата с живыми тканями определяются свойствами их поверхностей [13-15]. Материалы небиологического происхождения, применение которых возможно во взаимодействии с биологической системой, называют биосовместимыми [16]. Биосовместимость материала обеспечивает процессы регенерации и костного ремоделинга на интерфейсе имплантат - кость. Имплантируемые материалы, в свою очередь, должны обладать достаточной механической прочностью, коррозионной стойкостью и отсутствием аллергического и канцерогенного воздействия. Биосовместимые материалы подразделяют на три группы: биотолерантные, биоинертные и биоактивные [17]. В различных клинических случаях целесообразно применять различные группы биосовместимых материалов. Однако на сегодняшний день в области медицинского материаловедения наибольший интерес представляют группы биоактивных материалов. Биоактивные материалы способствуют регенерации костной ткани и, как правило, вследствие метаболизма костного матрикса, растворяются и частично или полностью замещаются костной тканью с течением времени. Различные фосфаты кальция (КФ) являются ярким представителями группы биоактивных материалов. КФ материалы обладают выраженным остеоиндуктивным свойством, а значит провоцируют перестроение костного матрикса в зоне контакта, снижают риск развития аллергенных реакций и риск инкапсуляции (формирования фиброзной капсулы вокруг материала). Капсула состоит из нескольких клеточных слоев,

и 1 и и 1 с»

включая внутренний слой макрофагов, концентрический слой фиброзной ткани, фибробластов (30-100 мкм) и внешнего слоя васкуляризированной ткани [18]. Однако, применение КФ материалов ограничено их низкой механической прочностью. В связи с этим КФ материалы часто применяются для функционализации поверхности биоинертных сплавов - для придания им желаемых

свойств биоактивности. Биоактивные поверхности - это поверхности, которые способны обеспечить более быструю и качественную остеоинтеграцию в случаях недостаточного качества костной ткани пациента или должны способствовать уменьшению времени заживления от момента установки имплантата до первой нагрузки на него [19]. На рисунке 1.1 представлен график, демонстрирующий рост публикационной активности по этой теме за последние двадцать лет.

Количество научных публикаци (Март 2020) 833

--1-1-Г-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-Г-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-S-1-1-»-1-1-1

1ЭК 1981 1983 1983 1ЭМ 1984 1996 1987 1Ш 1989 1НО 1991 199? 1991 1994 1994 1996 1997 1998 1999 1000 2001 »02 MOI 2004 »05 2006 2007 2008 2009 1010 2011 2012 »13 »14 2014 »16 »17 »18 2019 20»

Рисунок 1.1 - Публикации в базе данных Национальной медицинской библиотеки США со следующими ключевыми словами: «биоактивные поверхности» и «дентальные имплантаты» [19]

Биоинертные сплавы, ярким представителем которых являются сплавы на основе титана (Ti), характеризуются остеокондуктивным свойством, а значит эти материалы не встраиваются в метаболический процесс, не растворяются в организме, но их поверхность способна обеспечивать физико-механическую связь с тканями организма, а их оксидная пленка способствует адгезии различных белков, которые и запускают процесс остеоинтеграции. С другой стороны, известно, что в процессе эксплуатации происходит износ металлической поверхности имплантатов, например, сплав кобальт-хром-молибден изнашивается со средней скоростью 0,020,06 мм в течение 10 лет. Металлическая крошка, или частицы, появляющиеся в процессе износа, фагоцитируются макрофагами, которые продуцируют IL-1, IL-6, TNF, PGE2 и другие цитокины, вызывая каскад иммунных реакций [20]. В настоящее время одними из основных задач медицинского материаловедения является исследование механизмов износа и минимизация образования частиц металлов в процессе срока службы имплантата, в том числе, за счет нанесения защитных покрытий.

В настоящее время ведутся активные поиски металлических материалов, которые бы проявляли биоактивные свойства. Одним из таких материалов является магний. Материалы на основе магния имеют ряд преимуществ, таких как биосовместимость, отсутствие токсичности, однако их основным преимуществом является способность к биодеградации [21]. С другой стороны, скорость деградации этого материала в среде организма настолько велика, что превосходит скорость формирования костной ткани. Этот факт является серьезным ограничением для широкого клинического применения материалов на основе сплавов магния. Одним из методов замедления скорости деградации является нанесение КФ покрытий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Просолов Константин Александрович, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Prosolov K.A., Popova K.S., Belyavskaya O.A., Rau J.V., Gross K.A., Ubelis A., Sharkeev Yu.P. RF magnetron-sputtered coatings deposited from biphasic calcium phosphate targets for biomedical implant applications // Bioact. Mater. - 2017. -Vol. 2. - No. 3. - Pp. 170-176.

2. Prosolov K.A., Belyavskaya O.A., Rau J.V., Sharkeev Yu.P. Thin bioactive Zn-substituted hydroxyapatite coating deposited on Ti substrate by radiofrequency sputtering // High Temp. Mater. Process. - 2017. - Vol. 21. - No 3. - Pp. 191-201.

3. Kenzhegulov A.K., Mamaeva A.A., Panichkin A.V., Prosolov K.A., BroNczyk A., Capanidis D., Bronczyk A. Investigation of the adhesion properties of calcium-phosphate coating to titanium substrate with regards to the parameters of high-frequency magnetron sputtering // Acta Bioeng. Biomech. - 2020. - vol. 22. - No. 2. - Pp. 111-120.

4. Prosolov K.A., Khimich M. A., Bolat-ool A. A., Belyavskaya O. A., Lastovka V. V., Tolmachev A. I., Uvarkin P. V., Chebodaeva V. V., Chaikina M. V., Sharkeev Yu. P. Influence of thermal treatment on structure and properties of RF-Magnetron calcium phosphate coatings deposited on Mg-based alloy. // AIP Conference Proceedings. - AIP Publishing LLC - 2020. - vol. 2310. - No. 1. - Pp. 1-4.

5. Prosolov K.A., Belyavskaya O.A., Muehle U., Sharkeev Yu.P. Thin Bioactive Zn Substituted Hydroxyapatite Coating Deposited on Ultrafine-Grained Titanium Substrate: Structure Analysis // Front. Mater. - 2018. - Vol. 5. - Pp. 1-8.

6. Prosolov K.A., Belyavskaya O.A., Rau J.V., Prymak O., Epple M., Sharkeev Yu.P. Deposition of polycrystalline zinc substituted hydroxyapatite coatings with a columnar structure by RF magnetron sputtering: Role of in-situ substrate heating // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Т. 1115. - №. 3. - Pp. 1-6.

7. Prosolov K.A., Belyavskaya O.A., Linders J., Loza K., Prymak O., Mayer C., Rau J., Epple M., Sharkeev Yu.P. Glancing Angle Deposition of Zn-Doped Calcium Phosphate Coatings by RF Magnetron Sputtering // Coatings. - 2019. - Vol. 9 - No. 4. - Pp. 1-17.

8. Bystrov V, Bystrova A., Dekhtyar Yu., Khlusov I., Pichugin V., Prosolov K., Sharkeev Yu. Electrical functionalization and fabrication of nanostructured hydroxyapatite coatings // Bioceramics and Biocomposites: From Research to

Clinical Practice. - 2019. - P. 149-190.

9. Prosolov K.A., Khimich M. A., Rau J. V., Lychagin D. V., Sharkeev Yu. P. Influence of oblique angle deposition on Cu-substituted hydroxyapatite nano-roughness and morphology // Surf. Coatings Technol. - 2020. - Vol. 394. - Pp. 1-10.

10. Prosolov K.A., Lastovka V. V., Belyavskaya O. A., Lychagin D. V., Schmidt J., Sharkeev Yu. P. Tailoring the surface morphology and the crystallinity state of cu-and zn-substituted hydroxyapatites on Ti and Mg-based alloys // Materials. - 2020.

- Vol. 13. - No. 19. - Pp. 1-20.

11. Шаркеев Ю.П., Попова К. С., Просолов К. А., Хлусов, И. А. Электрический потенциал и топография поверхности кальций-фосфатного покрытия, полученного в плазме ВЧ-разряда // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2020. - №2. - С. 95-102.

12. Prosolov K.A., Belyavskaya O. A., Lastovka V. V., Chaikina M. V., Sharkeev, Y. P. Principal Physics of Oblique Sputtering of Calcium Phosphate Coatings Using RF-Magnetron Discharge Plasma // Russ. Phys. J. - 2021. - Vol. 63. - No. 11. - Pp. 1891-1897.

13. Denry, I., Kuhn, L.T. Design and characterization of calcium phosphate ceramic scaffolds for bone tissue engineering // Dental Materials. - 2016. - Vol. 32. - No. 1.

- Pp. 43-53.

14. Falde E.J., Yohe S. T., Colson Y. L., Grinstaff M. W. Superhydrophobic materials for biomedical applications // Biomaterials. - 2016. - Vol. 104. - Pp. 87-103.

15. Wu Q., Li J., Zhang W., Qian H., She W., Pan H., Jiang X. Antibacterial property, angiogenic and osteogenic activity of Cu-incorporated TiO2 coating // J. Mater. Chem. B. - 2014. - Vol. 2. - No. 39. - Pp. 6738-6748.

16. Минина А.Н., Чернина Т.Н.. Основы дентальной имплантации: Учебно-методическое пособие // Витебск:ВГМУ - 2013. - 73 с.

17. Загорский В.А. Проблема биосовместимости имплантатов и костной ткани // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2016. - № 10. - с. 1-5.

18. Sharkawy A.A., Klitzman B., Truskey G. A., Reichert, W. M. Engineering the tissue which encapsulates subcutaneous implants. I. Diffusion properties // J. Biomed. Mater. Res. - 1997. - Vol. 37. - No. 3. - Pp. 401-412.

19. López-Valverde N., Flores-Fraile J., Ramírez J. M., Sousa B. M. D., Herrero-Hernández S., López-Valverde A. Bioactive Surfaces vs. Conventional Surfaces in Titanium Dental Implants: A Comparative Systematic Review // J. Clin. Med. -2020. - Vol. 9. - No. 7. - P. 2047.

20. Bi Y., Seabold J. M., Kaar S. G., Ragab A. A., Goldberg V. M., Anderson J. M., Greenfield E. M. Adherent endotoxin on orthopedic wear particles stimulates cytokine production and osteoclast differentiation // J. Bone Miner. Res. - 2001. -Vol. 16. - No. 11. - Pp. 2082-2091.

21. Хлусов И. А., Митриченко Д. В., Просолов А. Б., Николаева О. О., Слепченко Г. Б., Шаркеев, Ю. П. Краткий обзор биомедицинских свойств и применения магниевых сплавов для биоинженерии костной ткани // Бюллетень сибирской медицины. - 2019. - Т. 18. - № 2. - с. 274-286.

22. Apostu D., Lucaciu O., Berce C., Lucaciu D., Cosma D. Current methods of preventing aseptic loosening and improving osseointegration of titanium implants in cementless total hip arthroplasty: a review // Journal of International Medical Research. - 2018. - Vol. 46. - No. 6. - Pp. 2104-2119.

23. Колобов, Ю.Р. Технологии формирования структуры и свойств титановых сплавов для медицинских имплантатов с биоактивными покрытиями // Российские нанотехнологии. - 2009. - Т. 4. - № 12. - С. 69-81.

24. Steinemann, S.G., Mäusli, P.-A. Titanium alloys for surgical implants -biocompatibility from physicochemical principles // Sixth World Conference on Titanium. - 1988. - Pp. 535-540.

25. Bránemark R., Branemark P. I., Rydevik B., Myers, R. R. Osseointegration in skeletal reconstruction and rehabilitation: A review // Journal of Rehabilitation Research and Development. - 2001. - Vol. 38. - No. 2. - Pp. 175-182.

26. Abdel-Hady Gepreel, M., Niinomi, M. Biocompatibility of Ti-alloys for long-term implantation // J. Mech. Behav. Biomed. Mater.: Elsevier. - 2013. - Vol. 20. - Pp. 407-415.

27. International A. Standard Specification for Wrought Ti6Al4V Alloy for Surgical Implant Applications (UNS R56400) // Society. - 2006.

28. Niinomi M., Liu Y., Nakai M., Liu H., Li H. Biomedical titanium alloys with Young's moduli close to that of cortical bone // Regenerative Biomaterials. - 2016.

- Vol. 3. - No. 3.- Pp. 173-185.

29. Шаркеев Ю.П., Скрипняк В.А., Вавилов В.П., Легостаева Е.В., Козулин А.А., Чулков А.О., Ерошенко А.Ю., Белявская О.А., Скрипняк В.В.,. Глухов И.А. Особенности микроструктуры, деформации и разрушения биоинертных сплавов на основе циркония и титан-ниобия в различных структурных состояниях // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2018. - Т. 61. -№ 9. - С. 148-155.

30. Oldani C., Dominguez A. Titanium as a Biomaterial for Implants // Recent Advances in Arthroplasty. - 2012. - Vol. 218.- Pp. 149-162.

31. Boioli L.T., Penaud J., Miller N. A meta-analytic, quantitative assessment of osseointegration establishment and evolution of submerged and non-submerged endosseous titanium oral implants // Clin. Oral Implants Res. - 2001. - Vol. 12. -No. 6. - Pp. 579-588.

32. Helth A., Pilz S., Kirsten T., Giebeler L., Freudenberger J., Calin M., Gebert A. Effect of thermomechanical processing on the mechanical biofunctionality of a low modulus Ti-40Nb alloy // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. - 2017. - Vol. 65. Pp. 137-150.

33. Panigrahi A., Sulkowski B., Waitz T., Ozaltin K., Chrominski W., Pukenas A., Zehetbauer M. Mechanical properties, structural and texture evolution of biocompatible Ti-45Nb alloy processed by severe plastic deformation // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. - 2016. - Vol. 62. Pp. 93-105.

34. Brailovski V., Prokoshkin S., Inaekyan K., Petrzhik M., Filonov M., Pustov Y., Sheremetyev V. Thermomechanical Treatment of Ti-Nb Solid Solution Based SMA // Mater. Sci. Found. - 2015. - Vol. 81. Pp. 342-405.

35. Sharkeev Y.P., Legostaeva E. V., Eroshenko Y. A., Khlusov I. A., Kashin, O. A. The structure and physical and mechanical properties of a novel biocomposite material, nanostructured titanium-calcium-phosphate coating // Composite Interfaces. - 2009.

- Vol. 16. - No. 4-6. - Pp. 535-546.

36. Valiev R.Z., Zhilyaev A.P., Langdon T.G. Bulk nanostructured materials: Fundamentals and applications // Bulk Nanostructured Materials: Fundamentals and Applications. - 2013.

37. Zherebtsov S., Salishchev G., Galeyev R., Maekawa K. Mechanical properties of Ti-

6A1-4V titanium alloy with submicrocrystalline structure produced by severe plastic deformation // Mater. Trans. - 2005. - Vol. 46. - No. 9. - Pp. 2020-2025.

38. Fernandes D.J., Elias C.N., Valiev R.Z. Properties and performance of ultrafine grained titanium for biomedical applications // Mater. Res. - 2015. - Vol. 18. - No. 6. - Pp. 1163-1175.

39. Valiev R.Z., Semenova I. P., Latysh V. V., Shcherbakov A. V., Yakushina E. B. Nanostructured titanium for biomedical applications: New developments and challenges for commercialization // Nanotechnologies Russ. - 2008. - Vol. 3. - No. 9. - Pp. 593-601.

40. Zhu Y.T., Kolobov Y. R., Grabovetskaya G. P., Stolyarov V. V., Girsova N. V., Valiev R. Z.. Microstructures and mechanical properties of ultrafine-grained Ti foil processed by equal-channel angular pressing and cold rolling // J. Mater. Res. - 2003. - Vol. 18. - No. 4. - Pp. 1011-1016.

41. Lowe T.C., Reiss R. A., Illescas P. E., Davis C. F., Connick M. C., Sena J. A. Effect of surface grain boundary density on preosteoblast proliferation on titanium // Mater. Res. Lett. - 2020. - Vol. 8. - No. 6. - Pp. 239-246.

42. Sharkeev Y.P., Vavilov V. P., Belyavskaya O. A., Skripnyak V. A., Nesteruk D. A., Kozulin A. A., Kim V. M. Analyzing Deformation and Damage of VT1-0 Titanium in Different Structural States by Using Infrared Thermography // J. Nondestruct. Eval. - 2016. - Vol. 35. - No. 3. - Pp. 1-6.

43. Baek S.M., Shin M. H., Moon J., Jung H. S., Hwang W., Yeom J. T., Kim H. S. Superior pre-osteoblast cell response of etched ultrafine-grained titanium with a controlled crystallographic orientation // Sci. Rep. - 2017. - Vol. 7. - No. 1. - Pp. 1-10.

44. Helsen J.A., Missirlis Y. Intoxicated by Implants. // Biomaterials. - 2010. - Pp. 7197.

45. Dydak K., Junka A., Szymczyk P., Chodaczek G., Toporkiewicz M., Fijalkowski K., Bartoszewicz M. Development and biological evaluation of Ti6Al7Nb scaffold implants coated with gentamycin-saturated bacterial cellulose biomaterial // PLoS One. - 2018. - Vol. 13. - No. 10. - Pp. 1-13.

46. Rosa S., Barbosa P. F., Button S. T., Bertazzoli R. In-vitro corrosion resistance study of hot worked Ti-6Al-7Nb alloy in a isotonic medium // Brazilian J. Chem. Eng. -

2001. - Vol. 18. - No. 1. - Pp. 47-59.

47. Kazantseva, N. V., Lepikhin, S. V. Study of the Ti-Al-Nb phase diagram // Phys. Met. Metallogr. - 2006. - Vol. 102. - No. 2. - Pp. 169-180.

48. Standard Specification for Wrought Titanium-6Aluminum-7Niobium Alloy for Surgical Implant Applications (UNS R56700) 1 // Annu. B. ASTM Stand. - 2011.

49. Lavos-Valereto I.C., Ko B., Rossa C., Marcantonio E., Zavaglia A. C. A study of histological responses from Ti-6Al-7Nb alloy dental implants with and without plasma-sprayed hydroxyapatite coating in dogs // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2001. - Vol. 12. - No. 3. - Pp. 273-276.

50. Sun Y., Huang B., Puleo D. A., Schoop J., Jawahir I. S. Improved Surface Integrity from Cryogenic Machining of Ti-6Al-7Nb Alloy for Biomedical Applications // Procedia CIRP. - 2016. - Vol. 45. - Pp. 63-66.

51. Macak J.M., Tsuchiya H., Taveira L., Ghicov A., Schmuki P..Self-organized nanotubular oxide layers on Ti-6Al-7Nb and Ti-6Al-4V formed by anodization in NH4F solutions // J. Biomed. Mater. Res. - Part A. - 2005. - Vol. 75. - No. 4. - Pp. 928-933.

52. Sanchez A.H.M., Luthringer B. J., Feyerabend F., Willumeit R. Mg and Mg alloys: How comparable are in vitro and in vivo corrosion rates? A review // Acta Biomaterialia. - 2015. - Vol. 13. - Pp. 16-31.

53. Virtanen, S. Biodegradable Mg and Mg alloys: Corrosion and biocompatibility // Materials Science and Engineering B: S olid-State Materials for Advanced Technology. - 2011. - Vol. 176. - No. 20. - Pp. 1600-1608.

54. Shalomeev V. Aikin N., Chorniy V., Naumik V. Design and examination of the new biosoluble casting alloy of the system Mg-Zr-Nd for osteosynthesis // Eastern-European J. Enterp. Technol. - 2019. - Vol. 1. - No. 12. - Pp. 40-48.

55. Razzaque M. Magnesium: Are We Consuming Enough? // Nutrients. - 2018. - Vol. 10. - No. 12. - P. 1863.

56. Song G., Song S. A Possible Biodegradable Magnesium Implant Material // Adv. Eng. Mater. - 2007. - Vol 9. - No. 4. - Pp. 298-302.

57. Salahshoor M., Guo Y. Biodegradable orthopedic magnesium-calcium (MgCa) alloys, processing, and corrosion performance // Materials. - 2012. - Vol. 5. - No. 1. - Pp. 135-155.

58. Rau J.V., Antoniac I., Fosca M., De Bonis A., Blajan A. I., Cotrut C., Teghil R. Glass-ceramic coated Mg-Ca alloys for biomedical implant applications // Mater. Sci. Eng. C. - 2016. - Vol. 64. - Pp. 362-369.

59. Rink W.J. Apatite // Encyclopedia of Earth Sciences Series. - 2015.

60. Betts F., Posner A.S. An X-ray radial distribution study of amorphous calcium phosphate // Mater. Res. Bull. - 1974. - Vol. 9. - No. 3. - Pp. 353-360.

61. He K., Firlar E., Nie A., Sukotjo C., Shahbazian-Yassar R., Shokuhfar T. Transmission Electron Microscopy Studies of Calcium Phosphate Biomineralization // Microsc. Microanal. - 2016. - Vol. 22. - No. 3. - Pp. 798-799.

62. Norman M.E., Elgendy H. M., Shors E. C., El-Amin S. F., Laurencin C. T. An in-vitro evaluation of coralline porous hydroxyapatite as a scaffold for osteoblast growth // Clin. Mater. - 1994. - Vol. 17. - No. 2. - Pp. 85-91.

63. Dorozhkin S.V. Calcium phosphates // Handbook of Bioceramics and Biocomposites. - 2016.

64. Orlovskii V.P., Komlev V.S., Barinov S.M. Hydroxyapatite and hydroxyapatite-based ceramics // Inorg. Mater. - 2002. - Vol. 38. - No. 10. - Pp. 973-984.

65. Haider A., Haider S., Han S. S., Kang I. K.. Recent advances in the synthesis, functionalization and biomedical applications of hydroxyapatite: a review // RSC Advances. - 2017. - Vol. 7. - No. 13. - Pp. 7442-7458.

66. Koch C.F., Johnson S., Kumar D., Jelinek M., Chrisey D. B., Doraiswamy A., Mihailescu, I. N. Pulsed laser deposition of hydroxyapatite thin films // Mater. Sci. Eng. C. - 2007. - Vol. 27. - No. 3. - Pp. 484-494.

67. Murugan R., Ramakrishna S. Bioresorbable composite bone paste using polysaccharide based nano hydroxyapatite // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25. - No. 17. - Pp. 3829-3835.

68. Li Q., Liu Z., Chen W., Yuan B., Li, X., Chen W. A novel bio-inspired bone-mimic self-healing cement paste based on hydroxyapatite formation // Cem. Concr. Compos. - 2019. - Vol. 104. - Pp. 103357.

69. Vallet-Regi, M. Ceramics for medical applications // J. Chem. Soc. Dalt. Trans. -2001. - No. 2. - Pp. 97-108.

70. Coelho C.C., Grenho L., Gomes P. S., Quadros P. A., Fernandes M. H.. Nano-hydroxyapatite in oral care cosmetics: characterization and cytotoxicity assessment

// Sci. Rep. - 2019. - Vol. 9. - No. 1. - Pp. 1-10.

71. Epple M. Review of potential health risks associated with nanoscopic calcium phosphate // Acta Biomaterialia. - 2018. - Vol.77. - Pp. 1-14.

72. Хокинг, М., Васантарси, В., Сидки, П. Металлические и керамические покрытия: Получение, свойства и применение. - 2000. - 518 с.

73. Chang K.C., Chang C. C., Chen W. T., Hsu C. K., Lin F. H., Lin C. P. Development of calcium phosphate/sulfate biphasic cement for vital pulp therapy // Dent. Mater.

- 2014. - Vol. 30. - No. 12. - Pp. 362-370.

74. Miranda P., Saiz E., Gryn K., Tomsia A. P. Sintering and robocasting of P-tricalcium phosphate scaffolds for orthopaedic applications // Acta Biomater. - 2006. - Vol. 2.

- No. 4. - Pp. 457-466.

75. Matschei T., Lothenbach B., Glasser F.P. The role of calcium carbonate in cement hydration // Cem. Concr. Res. - 2007. - Vol. 37. - No. 4. - Pp. 551-558.

76. Dorozhkin, S.V. Biphasic, triphasic and multiphasic calcium orthophosphates // Acta Biomaterialia. - 2012.

77. Supova, M. Substituted hydroxyapatites for biomedical applications: A review // Ceram. Int. - 2015. - Vol. 41. - No. 8. - Pp. 9203-9231.

78. Shepherd J.H., Shepherd D.V., Best S.M. Substituted hydroxyapatites for bone repair // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. - 2012. - Vol. 23. -No. 10. - Pp. 2335-2347.

79. Куляшова К.С. Закономерности формирования микродуговых кальцийфосфатных биопокрытий на поверхности циркония и их свойства: дисс. канд.физ-мат.наук. - ИФПМ СО РАН. - 2011. - 162 с.

80. Tadic, D., Epple, M. A thorough physicochemical characterisation of 14 calcium phosphate-based bone substitution materials in comparison to natural bone // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25. - No. 6. - Pp. 987-994.

81. Eliaz N., Metoki N. Calcium phosphate bioceramics: A review of their history, structure, properties, coating technologies and biomedical applications // Materials (Basel). - 2017. - Vol. 10. - No. 4. - Pp. 334.

82. Ratner B.D., Hoffman A. S., Schoen F. J., Lemons J. E. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine // Chemical Engineering. - 2004.

83. Баринов, С.М., Комлев В.С. Биокерамика на основе фосфатов кальция. - 2005.

- 827 с.

84. Чайкина, М.В. Механохимия природных и синтетических апатитов.: Изд-во СО РАН «Гео». - 2002. - 233 с.

85. Bai X., Sandukas S., Appleford M., Ong J. L., Rabiei A. Antibacterial effect and cytotoxicity of Ag-doped functionally graded hydroxyapatite coatings // J. Biomed. Mater. Res. - Part B Appl. Biomater. - 2012. - Vol. 100. - No.2. - Pp. 552-561.

86. Thian E.S., Konishi T., Kawanobe Y., Lim P. N., Choong C., Ho B., Aizawa M. Zinc-substituted hydroxyapatite: A biomaterial with enhanced bioactivity and antibacterial properties // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2013. - Vol. 24. - No.2. - Pp. 837-848.

87. Kalita S.J., Bhatt H.A. Nanocrystalline hydroxyapatite doped with magnesium and zinc: Synthesis and characterization // Mater. Sci. Eng. C. - 2007. - Vol. 27. - No.4.

- Pp. 437-445.

88. Miyaji F., Kono Y., Suyama Y. Formation and structure of zinc-substituted calcium hydroxyapatite // Mater. Res. Bull. - 2005. - Vol. 40. - No. 2. - Pp. 209-220.

89. Chaikina M.V. Structure Formation of Zinc-Substituted Hydroxyapatite during Mechanochemical Synthesis // Inorg. Mater. - 2020. - Vol. 56. - No. 4. - Pp. 402408.

90. Prosolov K.A., Belyavskaya O. A., Bolat-Ool A. A., Khlusov I. A., Nikolaeva O. A., Prosolov A. B., Sharkeev Y. P.. Antibacterial potential of Zn- and Cu-substituted hydroxyapatite-based coatings deposited by RF-magnetron sputtering // J. Phys. Conf. Ser. - 2019. - Vol. 1393. - No. 1. - P. 012118.

91. Szurkowska K., Laskus A., Kolmas J. Hydroxyapatite-Based Materials for Potential Use in Bone Tissue Infections // Hydroxyapatite - Advances in Composite Nanomaterials, Biomedical Applications and Its Technological Facets.: InTech. -2018. - Pp. 109-135.

92. Huang Y., Hao M., Nian X., Qiao H., Zhang X., Zhang, X., Zhang H. Strontium and copper co-substituted hydroxyapatite-based coatings with improved antibacterial activity and cytocompatibility fabricated by electrodeposition // Ceram. Int. - 2016.

- Vol. 42. - No. 10. - Pp.11876-11888.

93. Bulina N.V., Vinokurova O. B., Eremina N. V., Prosanov I. Y., Khusnutdinov V. R., Chaikina M. V. Features of solid-phase mechanochemical synthesis of

hydroxyapatite doped by copper and zinc ions // J. Solid State Chem. - 2021. - Vol. 296. - P. 121973.

94. van Oirschot B.A., Bronkhorst E. M., van den Beucken J. J., Meijer G. J., Jansen J. A., Junker R. A Systematic review on the long-term success of calcium phosphate plasma-spray-coated dental implants // Odontology. - 2016. - Vol. 104. - No. 3.-Pp. 347-356.

95. Artzi Z., Carmeli G., Kozlovsk A. A distinguishable observation between survival and success rate outcome of hydroxyapatite-coated implants in 5-10 years in function // Clin. Oral Implants Res. - 2006. - Vol. 17. - No. 1. - P. 85-93.

96. van Oirschot B.A., Bronkhorst E. M., van den Beucken J. J., Meijer G. J., Jansen J. A., Junker R. Long-term survival of calcium phosphate-coated dental implants: A meta-analytical approach to the clinical literature // Clin. Oral Implants Res. - 2013. - Vol. 24. - No. 4. - P. 355-362.

97. Sedelnikova M. Komarova E. G., Sharkeev Y. P., Tolkacheva T. V., Sheikin V. V., Egorkin V. S., Schmidt J. Characterization of the Micro-Arc Coatings Containing 0-Tricalcium Phosphate Particles on Mg-0.8Ca Alloy // Metals (Basel). - 2018. - Vol. 8. - No. 4. - Pp. 238.

98. Komarova E.G., Sedelnikova M. B., Sharkeev Y. P., Kazakbaeva A. A., Glukhov I. A., Khimich, M. A.. Calcium phosphate coatings modified with zinc- or copper-incorporation on Ti-40Nb alloy // J. Phys. Conf. Ser. - 2017. - Vol. 830. - No. 1. -P. 012101.

99. Sharkeev, Y. Bioactive Micro-arc Calcium Phosphate Coatings on Nanostructured and Ultrafine-Grained Bioinert Metals and Alloys // Bioceramics and Biocomposites / ed. by Antoniac I. Hoboken. - NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc. - 2019. - Pp. 191-231.

100. Nechaev, G.G., Popova, S.S. Dynamic model of single discharge during microarc oxidation // Theor. Found. Chem. Eng. Maik Nauka Publishing / Springer SBM. -2015. - Vol. 49. - No. 4. - Pp. 447-452.

101. Khlusov I.A. Novel concepts of «niche-relief» and «niche-voltage» for stem cells as a base of bone and hematopoietic tissues biomimetic engineering // IFMBE Proceedings. - 2013. - Vol. 38. - Pp. 99-102.

102. Surmenev R.A. A review of plasma-assisted methods for calcium phosphate-based

coatings fabrication // Surf. Coatings Technol.: Elsevier B.V. - 2012. - Vol. 206. -No. 8. - Pp. 2035-2056.

103. Rau J.V., Generosi A., Laureti S., Komlev V. S., Ferro D., Cesaro S. N., Barinov S. M. Physicochemical investigation of pulsed laser deposited carbonated hydroxyapatite films on titanium // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2009. - Vol. 1. -No. 8. - Pp. 1813-1820.

104. Rau J.V., Cacciotti I., De Bonis A., Fosca M., Komlev V. S., Latini A., Teghil R. Fe-doped hydroxyapatite coatings for orthopedic and dental implant applications // Appl. Surf. Sci. - 2014. - Vol. 307. - Pp. 301-305.

105. Qadir M., Li, Y., Munir, K., & Wen, C. Calcium Phosphate-Based Composite Coating by Micro-Arc Oxidation (MAO) for Biomedical Application: A Review // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences: Taylor & Francis. - 2018. -Vol. 43. - No. 5. - Pp. 392-416.

106. Sieniawski J., Ziaja W., Kubiak K., Motyka M. Micro structure and Mechanical Properties of High Strength Two-Phase Titanium Alloys // Titanium Alloys -Advances in Properties Control. - 2013. -Pp. 69-80.

107. Yazici M., Gulec A. E., Gurbuz M., Gencer Y., Tarakci M. Biodegradability and antibacterial properties of MAO coatings formed on Mg-Sr-Ca alloys in an electrolyte containing Ag doped hydroxyapatite // Thin Solid Films. - 2017. - Vol. 644. - Pp. 92-98.

108. Sedelnikova, M.B., Komarova, E.G., Sharkeev, Y.P. Wollastonite and calcium phosphate biocoatings with Zn- and Cu-incorporation produced by a microarc oxidation method // Key Eng. Mater. - 2016. - Vol. 695. - Pp. 144-151.

109. Sedelnikova M.B., Komarova E. G., Sharkeev Y. P., Ugodchikova A. V., Mushtovatova L. S., Karpova M. R., Khlusov I. A. Zn-, Cu- or Ag-incorporated micro-arc coatings on titanium alloys: Properties and behavior in synthetic biological media // Surf. Coatings Technol. - 2019. - Vol. 369. - Pp. 52-68.

110. Chaharmahali R., Fattah-Alhosseini A., Esfahani H. Increasing the in-vitro corrosion resistance of AZ31B-Mg alloy via coating with hydroxyapatite using plasma electrolytic oxidation // J. Asian Ceram. Soc. - 2020. - Vol. 8. - No. 1. - Pp. 39-49.

111. Aoki H., Ozeki K., Ohtani Y., Fukui Y., Asaoka T. Effect of a thin HA coating on the stress/strain distribution in bone around dental implants using three-dimensional

finite element analysis // Biomed. Mater. Eng. - 2006. - Vol. 16. - No. 3. - Pp. 157169.

112. Eason R. Pulsed Laser Deposition of Thin Films: Applications-Led Growth of Functional Materials // Pulsed Laser Deposition of Thin Films: Applications-Led Growth of Functional Materials. John Wiley & Sons. - 2006. - P. 649.

113. Duta L., Popescu A. Current Status on Pulsed Laser Deposition of Coatings from Animal-Origin Calcium Phosphate Sources // Coatings. - 2019. - Vol. 9. - No. 5. -P. 335.

114. Cotell C.M., Chrisey D. B., Grabowski K. S., Sprague J. A., Gossett C. R. Pulsed laser deposition of hydroxylapatite thin films on Ti-6Al-4V // J. Appl. Biomater. -1992. - Vol. 3. - No. 2. - Pp. 87-93.

115. Singh R.K., Qian F., Nagabushnam V., Damodaran R., Moudgil B. M. Excimer laser deposition of hydroxyapatite thin films // Biomaterials. - 1994. - Vol. 15. - No. 7. -Pp. 522-528.

116. Qadir M., Li Y., Wen C. Ion-substituted calcium phosphate coatings by physical vapor deposition magnetron sputtering for biomedical applications: A review // Acta Biomater. - 2019. - Vol. 89. - Pp. 14-32.

117. Кривобоков, В.П., Сочугов, Н.С., Соловьев, А.А. Плазменные покрытия (методы и оборудование).: Изд-во Томского политехнического ун-та. - 2008. -c.103.

118. Шаркеев, Ю. П., Глушко, Ю.А., Куляшова, К. С., Кривобоков, В. П., Янин, С. Н., Кузнецов, В. М., Белявская, О. А. Установка для нанесения кальцийфосфатных покрытий в плазме ВЧ-магнетронного разряда на медицинские имплантаты // Известия высших учебных заведений. Физика. -2014. - Т. 57. - С. 268-271.

119. Буранич В.В., Шелест И. В., Гончаров А. А., Юнда А. Н., Гончарова С. А. Технологические особенности DC и RF магнетронного распыления // J. Surf. Phys. Eng. - 2018. - Т. 3. - № 3. - С. 89-99.

120. Агабеков Ю., Сутырин А.М. Несбалансированные магнетронные распылительные системы с усиленной ионизацией плазмы // Труды научно-тезнческого семинара «Электровакуумная техника и технология». - Москва. -1999. - С. 102-108.

121. Melnik Y.A., Metel A.S. Improvement of the magnetron sputtered coating adhesion through pulsed bombardment by high-energy ions // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - Vol. 830. - Pp. 012099.

122. Hung K.-Y., Lai H.-C., Feng H.-P. Characteristics of RF-Sputtered Thin Films of Calcium Phosphate on Titanium Dental Implants // Coatings. - 2017. - Vol. 7. - No. 8. - P. 126.

123. Bramowicz M., Braic L., Azem F. A., Kulesza S., Birlik I., Vladescu A. Mechanical properties and fractal analysis of the surface texture of sputtered hydroxyapatite coatings // Appl. Surf. Sci. - 2016. - Vol. 379. - P. 338-346.

124. Surmenev R., Vladescu A., Surmeneva M., Ivanova A., Braic M., Grubova I., Cotrut, C. M. Radio Frequency Magnetron Sputter Deposition as a Tool for Surface Modification of Medical Implants // Modern Technologies for Creating the Thin-film Systems and Coatings / ed. by Nikitenkov, N. - Rijeka: InTech. - 2017. - Pp. 213-248.

125. Ravichandran, R. Effects of nanotopography on stem cell phenotypes // World J. Stem Cells. - 2009. - Vol. 1. - No. 1. - P. 55.

126. Berube P., Yang Y., Carnes D. L., Stover R. E., Boland E. J., Ong J. L. The Effect of Sputtered Calcium Phosphate Coatings of Different Crystallinity on Osteoblast Differentiation // J. Periodontol. - 2005. - Vol. 76. - No. 10. - Pp. 1697-1709.

127. Thian E.S., Huang J., Best S. M., Barber Z. H., Bonfield W. Silicon-substituted hydroxyapatite: The next generation of bioactive coatings // Mater. Sci. Eng. C. -2007. - Vol. 27. - No. 2. - Pp. 251-256.

128. Tiwari A., Gerhardt R.A., Szutkowska M. Advanced Ceramics // Advanced Ceramics. - 2016. - P. 419.

129. Dumbleton J., Manley M.T. Hydroxyapatite-coated prostheses in total hip and knee arthroplasty // Journal of Bone and Joint Surgery - Series A. - 2004. - Vol. 86. -No. 11. - Pp. 2526-2540.

130. Ratiu C.A., Cavalu S. D., Miclaus V., Rus V., Lazarescu G. I. Histological evidence of novel ceramic implant: Evaluation of tolerability in rabbit femur // Rom. J. Morphol. Embryol. - 2015. - Vol. 56. - No. 4. - Pp. 1455-1460.

131. Allegrini S., da Silva A. C., Tsujita M., Salles M. B., Gehrke S. A., Braga, F. J. C. Amorphous calcium phosphate (ACP) in tissue repair process // Microsc. Res. Tech.

- 2018. - Vol. 81. - No. 6. - Pp. 579-589.

132. Ozeki K., Aoki H., Masuzawa T. Influence of the hydrothermal temperature and pH on the crystallinity of a sputtered hydroxyapatite film // Appl. Surf. Sci. - 2010. -Vol. 256. - No. 23. - Pp. 7027-7031.

133. Radin S., Ducheyne P., Berthold P., Decker S. Effect of serum proteins and osteoblasts on the surface transformation of a calcium phosphate coating: A physicochemical and ultrastructural study // J. Biomed. Mater. Res. - 1998. - Vol. 39. - No. 2. - Pp. 234-243.

134. Porter A.E., Hobbs L. W., Rosen V. B., Spector M. The ultrastructure of the plasma-sprayed hydroxyapatite-bone interface predisposing to bone bonding // Biomaterials.

- 2002. - Vol. 23. - No. 3. - Pp. 725-733.

135. Mak I.W.Y., Evaniew N., Ghert M. Lost in translation: Animal models and clinical trials in cancer treatment // American Journal of Translational Research. - 2014. -Vol. 6. - No. 2. - P. 114.

136. Xue W., Tao S., Liu X., Zheng X., Ding C. In vivo evaluation of plasma sprayed hydroxyapatite coatings having different crystallinity // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25. - No. 3. - Pp. 415-421.

137. Costa D.O., Prowse P. D., Chrones T., Sims S. M., Hamilton D. W., Rizkalla A. S., Dixon S. J. The differential regulation of osteoblast and osteoclast activity bysurface topography of hydroxyapatite coatings // Biomaterials.: Elsevier Ltd. - 2013. - Vol. 34. - No. 30. - Pp. 7215-7226.

138. Rosales-Leal J.I., Rodríguez-Valverde M. A., Mazzaglia G., Ramón-Torregrosa P. J., Díaz-Rodríguez L., García-Martínez O., Cabrerizo-Vílchez M. A. Effect of roughness, wettability and morphology of engineered titanium surfaces on osteoblast-like cell adhesion // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. - 2010.

- Vol. 365. - No. 3. - Pp. 222-229.

139. Zadpoor A.A. Current trends in metallic orthopedic biomaterials: From additive manufacturing to bio-functionalization, infection prevention, and beyond // International Journal of Molecular Sciences. - 2018. - P. 2684.

140. Sukhorukova I.V., Sheveyko A. N., Kiryukhantsev-Korneev P. V., Anisimova N. Y., Gloushankova N. A., Zhitnyak I. Y., Shtansky D. V. Two approaches to form antibacterial surface: Doping with bactericidal element and drug loading // Appl.

Surf. Sci. - 2015. - Vol. 330. - Pp. 339-350.

141. Al-Ahmad A., Wiedmann-Al-Ahmad M., Fackler A., Follo M., Hellwig E., Bachle, M., Kohal R. In vivo study of the initial bacterial adhesion on different implant materials. // Arch. Oral Biol. - 2013. - Vol. 58. - No. 9. - Pp. 1139-1147.

142. Jaggessar A., Shahali H., Mathew A., Yarlagadda P. K. Bio-mimicking nano and micro-structured surface fabrication for antibacterial properties in medical implants // Journal of Nanobiotechnology. - 2017. - Vol. 15. - No. 1. - Pp. 1-20.

143. Wu S., Zhang B., Liu Y., Suo X., Li H. Influence of surface topography on bacterial adhesion: A review (Review) // Biointerphases. - 2018. - Vol. 13. - No. 6. - P. 060801.

144. Rabel K., Kohal R. J., Steinberg T., Tomakidi P., Rolauffs B., Adolfsson E., Altmann B. Controlling osteoblast morphology and proliferation via surface microtopographies of implant biomaterials // Sci. Rep. - 2020. - Vol.10. - No. 1. - Pp. 114.

145. Rahmati M., Silva E. A., Reseland J. E., Heyward C. A., Haugen, H. J. Biological responses to physicochemical properties of biomaterial surface // Chemical Society Reviews. - 2020. - Vol.49. - No. 15. - Pp. 5178-5224.

146. Surmeneva M., Nikityuk P., Hans M., Surmenev, R. Deposition of ultrathin nano-hydroxyapatite films on laser micro-textured titanium surfaces to prepare a multiscale surface topography for improved surfacewettability/energy // Materials (Basel). - 2016. - Vol.9. - No. 11. - Pp. 862.

147. Campoccia D., Montanaro L., Arciola C.R. A review of the biomaterials technologies for infection-resistant surfaces // Biomaterials. - 2013. - Vol. 34. - No. 34. - Pp. 8533-8554.

148. Barranco A., Borras A., Gonzalez-Elips A. R., Palmero A. Perspectives on oblique angle deposition of thin films: From fundamentals to devices // Progress in Materials Science. - 2016. - Vol. 76. - Pp. 59-153.

149. Sazideh M.R., Dizaji H. R., Ehsani M. H., Moghadam R. Z. Modification of the morphology and optical properties of SnS films using glancing angle deposition technique // Appl. Surf. Sci. - 2017. - Vol. 405. - Pp. 514-520.

150. Robbie K., Brett, M. J. Sculptured thin films and glancing angle deposition // European Cells and Materials. - 2002. - Vol. 15. - No. 3 - Pp. 1460-1465.

151. Alvarez R., Garcia-Martin J. M., Lopez-Santos M. C., Rico V., Ferrer F. J., Cotrino J., Palmero A. On the Deposition Rates of Magnetron Sputtered Thin Films at Oblique Angles // Plasma Process. Polym. - 2014. - Vol. 11. - No. 6. - Pp. 571576.

152. Garcia-Valenzuela A., Alvarez R., Rico V., Cotrino J., Gonzalez-Elipe A. R., Palmero A. Growth of nanocolumnar porous TiO2thin films by magnetron sputtering using particle collimators // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 343.

- Pp. 172-177.

153. Volpyas V.A., Kozyrev A.B. Термализация атомных частиц в газе // J. Exp.

Theor. Physics. - Vol. 113. - No. 1. - Pp. 172-179.

/

154. García-Martín J.M., Alvarez R., Romero-Gómez P., Cebollada A., Palmero, A Tilt angle control of nanocolumns grown by glancing angle sputtering at variable argon pressures // Appl. Phys. Lett. - 2010. - Vol. 97. - No. 17. - Pp. 173103.

155. Taschuk M.T., Hawkeye M.M., Brett M.J. Glancing Angle Deposition // Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings. - 2010. - Pp. 678.

156. Parra-Barranco J., García-García F. J., Rico V., Borrás A., López-Santos C., Frutos, F., Gonzalez-Elipe A. R Anisotropic In-Plane Conductivity and Dichroic Gold Plasmon Resonance in Plasma-Assisted ITO Thin Films e-Beam-Evaporated at Oblique Angles // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2015. - Vol. 7. - No. 20. - Pp. 10993-11001.

157. Vick D., Tsui Y. Y., Brett M. J., Fedosejevs R. Production of porous carbon thin films by pulsed laser deposition // Thin Solid Films. - 1999. - Vol. 350. - No. 1-2.

- Pp. 49-52.

158. Collado V., Martin N., Pedrosa P., Rauch J. Y., Horakova M., Yazd, M. A. P., Billard A. Temperature dependence of electrical resistivity in oxidized vanadium films grown by the GLAD technique // Surf. Coatings Technol. - 2016. - Vol. 304. - Pp. 476-485.

159. Mediaswanti K., Wen C., Ivanova E. P., Berndt C. C., Wang J. Sputtered Hydroxyapatite Nanocoatings on Novel Titanium Alloys for Biomedical Applications // Titanium Alloys - Advances in Properties Control.: InTech. - 2013.

- Pp. 21-44.

160. Ivanova A.A., Surmeneva M. A., Surmenev R. A., Depla, D. Influence of deposition

conditions on the composition, texture and microstructure of RF-magnetron sputter-deposited hydroxyapatite thin films // Thin Solid Films. - 2015. - Vol. 591. - Pp. 368-374.

161. Gallo J., Holinka M., Moucha C. Antibacterial surface treatment for orthopaedic implants // Int. J. Mol. Sci. - 2014. - Vol. 15. - No. 8. - Pp. 13849-13880.

162. Tripathy A. Natural and bioinspired nanostructured bactericidal surfaces // Adv. Colloid Interface Sci. - 2017. - Vol. 248. - Pp. 85-104.

163. LeGeros R.Z. Properties of osteoconductive biomaterials: Calcium phosphates // Clinical Orthopaedics and Related Research. - 2002. - Vol. 395.- Pp. 81-98.

164. Eisenbarth E., Velten D., Müller M., Thull R., Breme J. Nanostructured niobium oxide coatings influence osteoblast adhesion // J. Biomed. Mater. Res. - Part A. -2006. - Vol. 79.- Pp. 166-178.

165. Martinez E., Engel E., Planell J. A., Samitier J. Effects of artificial micro- and nanostructured surfaces on cell behaviour // Ann. Anat. - Anat. Anzeiger. - 2009. - Vol. 191. - No. 1. - Pp. 126-135.

166. Karazisis D., Petronis S., Agheli H., Emanuelsson L., Norlindh B., Johansson A., Omar O. The influence of controlled surface nanotopography on the early biological events of osseointegration // Acta Biomater. - 2017. - Vol. 53. - Pp. 559-571.

167. Cai, K., Bossert, J., Jandt, K.D. Does the nanometre scale topography of titanium influence protein adsorption and cell proliferation? // Colloids Surfaces B Biointerfaces. - 2006. - Vol. 49. - No. 2. - Pp. 136-144.

168. Dorozhkin, S.V., Epple M. Biological and medical significance of calcium phosphates // Angewandte Chemie - International Edition. - 2002. - Vol. 41. - No. 17. - Pp. 3130-3146.

169. Sharkeev Y.P., Eroshenko A. Y., Danilov V. I., Glukhov I. A., Tolmachev A. I. Production of ultrafine-grain bioinert alloys // Steel Transl. - 2015. - Vol. 45. - No. 2. - Pp. 116-119.

170. Luo A.A. Magnesium casting technology for structural applications // J. Magnes. Alloy. - 2013. - Vol. 1. - No. 1. - Pp. 2-22.

171. Faber J., Fawcett T. The Powder Diffraction File: Present and future // Acta Crystallogr. Sect. B Struct. Sci. - 2002. - Vol. 58. - No. 3. - Pp. 325-332.

172. Горелик, С.С., Скаков, Ю.А., Расторгуев, Л.Н. Рентгенографический и

электронно-оптический анализ. - МИСИС. - 2002. - 360 с.

173. He J., Zhou F., Chang G., Lavernia E. J. Influence of mechanical milling on microstructure of 49Fe-49Co-2V soft magnetic alloy // J. Mater. Sci. - 2001. - Vol. 36. - No. 2. - Pp. 2955-2964.

174. Боровский И.Б. Микроанализ И Растровая Электронная Микроскопия // Аналитика И Контроль. - 2009. - Т. 13. - №. 4. - С. 209-212.

175. Кравченко, Н.С., Ревинская, О.Г. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме : учебное пособие.: Издательство Томского политехнического университета. - 2017. - 120 с.

176. Eliaz N. Kopelovitch W., Burstein L., Kobayashi E., Hanawa T. Electrochemical processes of nucleation and growth of calcium phosphate on titanium supported by real-time quartz crystal microbalance measurements and X-ray photoelectron spectroscopy analysis // J. Biomed. Mater. Res. - Part A. - 2009. - Vol. 89. - No. 1.

- Pp. 270-280.

177. Bailey M.J., Coe S., Grant D. M., Grime G. W., Jeynes C. Accurate determination of the Ca : P ratio in rough hydroxyapatite samples by SEM-EDS, PIXE and RBS -A comparative study // X-Ray Spectrom. - 2009. - Vol. 38. - No. 4. - Pp. 343-347.

178. Kuisma-Kursula P. Accuracy, Precision and Detection Limits of SEM-WDS, SEMEDS and PIXE in the Multi-Elemental Analysis of Medieval Glass // X-Ray Spectrom. - 2000. - Vol. 29. - No. 1. - Pp. 111-118.

179. Щербаков К. Количественный элементный анализ цементов на спектрометре EDX-8000 // Оборудование и материалы. - 2014.

180. Reyntjens S., Puers R. A review of focused ion beam applications in microsystem technology // Journal of Micromechanics and Microengineering. - 2001. - Vol. 11.

- No. 4. - P. 287.

181. Volkert C. A., Minor A. M. Focused ion beam microscopy and micromachining // MRS Bulletin. - 2007. - Vol. 32. - No. 5. - P. 389-399.

182. Азарова, В.В., Фокин, В.В. Эллипсометрический контроль тонких диэлектрических пленок SiO2 и Ta2O5 при изготовлении прецизионных лазерных зеркал // Школа МГУ. - 2010. - Т. 4. - С. 1-7.

183. Yuan, Y., Lee, T.R. Contact angle and wetting properties // Springer Ser. Surf. Sci.

- 2013. - P. 34.

184. Yoshino Y., Inoue K., Takeuchi M., Makino T., Katayama Y., Hata T. Effect of substrate surface morphology and interface microstructure in ZnO thin films formed on various substrates // Vacuum. - 2000. - Vol. 59. - No. 2-3. - Pp. 403-410.

185. Mezbahul-Islam M., Mostafa A.O., Medraj M. Essential Magnesium Alloys Binary Phase Diagrams and Their Thermochemical Data // J. Mater. - 2014. - Vol. 2014. -Pp. 1-33.

186. Бараз В.Р., Левченко В.П., Повзнер А.А. Строение и физические свойства кристаллов. Екатиринбург: УГТУ-УПИ. - 2009. - 164 с.

187. Маскаева Л.Н., Федорова Е.А. Технология тонких пленок и покрытий : учеб. пособие. М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. - 2019. - 236 с.

188. Heimann R.B. Structure, properties, and biomedical performance of osteoconductive bioceramic coatings // Surf. Coatings Technol. - 2013. - Vol. 233. - Pp. 27-38.

189. Hung K.Y., Lai H. C., Yang Y. C., Feng H. P. Characterization of hydroxyapatite (HA) sputtering targets by APS methods // Coatings. - 2017. - Vol. 7. - No. 11. -Pp. 197.

190. Gruzdev V.A., Kovalenko Y.A. Thermal conductivity of pressed metal powder materials // Exp. Heat Transf. - 1990. - Vol. 3. - No. 2. - Pp. 149-158.

191. Strijckmans K., Schelfhout R., Depla D. Tutorial: Hysteresis during the reactive magnetron sputtering process // J. Appl. Phys. - 2018. - Vol. 124. - No. 24. - P. 241101.

192. Rossnagel S.M. Gas density reduction effects in magnetrons // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. - 1988. - Vol. 6. - No. 1. - Pp. 19-24.

193. Ozeki K., Fukui Y., Aoki H. Influence of the calcium phosphate content of the target on the phase composition and deposition rate of sputtered films // Appl. Surf. Sci. -2007. - Vol. 253. - No. 11. - Pp. 5040-5044.

194. Boyd A., Akay M., Meenan B.J. Influence of target surface degradation on the properties of r.f. magnetron-sputtered calcium phosphate coatings // Surf. Interface Anal. - 2003. - Vol. 35. - No. 2. - Pp. 188-198.

195. Бугаенко Л. Т., Рябых С. М., Бугаенко, А. Л Почти полная система средних ионных кристаллографических радиусов и ее использование для определения потенциалов ионизации // Вестник Московского университета. - 2008. - Т. 49.

- № 6. - С. 363-384.

196. Bhattacharjee A., Gupta A., Verma M., Murugan P. A., Sengupta P., Matheshwaran S., Balani K. Site-specific antibacterial efficacy and cyto/hemo-compatibility of zinc substituted hydroxyapatite // Ceram. Int. - 2019. - Vol. 45. - No. 9. - Pp. 1222512233.

197. Kazin P.E., Zykin M. A., Tret'yakov Y. D., Jansen M. Synthesis and Properties of Colored Copper-Containing Apatites of Composition Ca5(PO4)3CuyO y + S(OH)0.5 - y - 8X0.5 (X = OH, F, Cl) // Russ. J. Inorg. Chem. - 2008. - Vol. 53. -No. 3. - Pp. 362-366.

198. Gomes S., Vichery C., Descamps S., Martinez H., Kaur A., Jacobs A., Renaudin G. Cu-doping of calcium phosphate bioceramics: From mechanism to the control of cytotoxicity // Acta Biomater. - 2018. - Vol. 65. - Pp. 462-474.

199. Baikie T., Madhavi S., Pramana S. S., Blake K., Elcombe M., White T. J. The crystal chemistry of the alkaline-earth apatites A10(P04)6Cux0y(H)z (A = Ca, Sr and Ba) // Dalt. Trans. - 2009. - No 34. - Pp. 6722-6726.

200. Чичерская А.Л., Пупышев А.А. Скорость распыления металлов в тлеющем разряде постоянного тока, используемом в атомно-эмиссионной спектрометрии // Аналитика и контроль. - 2015. - Т. 19. - № 3. - С. 230-241.

201. Eanes E.D. Amorphous Calcium Phosphate: Thermodynamic and Kinetic Considerations // Calcium Phosphates in Biological and Industrial Systems. - 1998.

202. Samavedi, S., Whittington, A.R., Goldstein, A.S. Calcium phosphate ceramics in bone tissue engineering: A review of properties and their influence on cell behavior // Acta Biomaterialia. - 2013. - Pp. 21-39.

203. Skrtic D., Antonucci J. M., Eanes E. D., Eidelman, N. Dental composites based on hybrid and surface-modified amorphous calcium phosphates // Biomaterials. - 2004.

- Vol. 25. - No. 8. - Pp. 1141-1150.

204. Petrzhik M.I., Levashov E.A. Modern methods for investigating functional surfaces of advanced materials by mechanical contact testing // Crystallogr. Reports. - 2007.

- Vol. 52. - No. 6. - Pp. 966-974.

205. Grubova I.Y., Surmeneva M. A., Huygh S., Surmenev R. A., Neyts, E. C. Density Functional Theory Study of Interface Interactions in Hydroxyapatite/Rutile Composites for Biomedical Applications // J. Phys. Chem. C. - 2017. - Vol. 121. -

No. 29. - Pp. 15687-15695.

206. Grubova I.Y., Surmeneva M. A., Surmenev R. A., Neyts, E. C. Effect of van der Waals interactions on the adhesion strength at the interface of the hydroxyapatite-titanium biocomposite: a first-principles study // RSC Adv. - 2020. - Vol. 10. - No. 62. - Pp.37800-37805.

207. Surmenev R.A., Grubova I. Y., Neyts E., Teresov A. D., Koval N. N., Epple M., Surmeneva M. A. Ab initio calculations and a scratch test study of RF-magnetron sputter deposited hydroxyapatite and silicon-containing hydroxyapatite coatings // Surfaces and Interfaces. - 2020. - Vol. 21. - P. 100727.

208. Бацанов С.С. Структурная химия. Факты и зависимости. Диалог-МГУ. - 2000.

- 292 с.

209. AZOM. Titanium Alloys - Physical Properties [Электронный ресурс]. URL: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1341#:~:text=The thermal conductivity of all,value quoted in Table 1. (дата обращения: 15.06.2021).

210. Babushkin O., Lindbäck T., Holmgren A., Li J., Hermansson L. Thermal expansion of hot isostatically pressed hydroxyapatite // J. Mater. Chem. - 1994. - Vol. 4. - No. 3. - Pp. 413-415.

211. Oddone V., Boerner B., Reich S. Composites of aluminum alloy and magnesium alloy with graphite showing low thermal expansion and high specific thermal conductivity // Sci. Technol. Adv. Mater. - 2017. - Vol. 18. - No. 1. - Pp. 180-186.

212. Tonsuaadu K., Gross K. A., Plüduma L., Veiderma M. A review on the thermal stability of calcium apatites // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. - 2012.

- Vol. 110. - No. 2. - Pp. 647-659.

213. Yang C.W., Lui T.S. Kinetics of hydrothermal crystallization under saturated steam pressure and the self-healing effect by nanocrystallite for hydroxyapatite coatings // Acta Biomater. - 2009. - Vol. 5. - No. 7. - Pp. 2728-2737.

214. Vinci R. P., Vlassak J. J. Thin Film Mechanics // Annual Review of Materials Science. - 1996. - Vol. 26. - No. 1. - Pp. 431-462.

215. Багмут А.Г. О классификации видов кристаллизации аморфных пленок по структурно-морфологическим признакам // Письма в ЖТФ. - 2012. - Т. 38. -№ 10. - С. 79-85.

216. Yang C.W., Lui T.S. Effect of crystallization on the bonding strength and failures of

plasma-sprayed hydroxyapatite // Mater. Trans. - 2007. - Vol. 48. - No. 2. - Pp. 211-218.

217. Koblischka-Veneva A., Koblischka M. R., Schmauch J., Hannig M. Human dental enamel: A natural nanotechnology masterpiece investigated by TEM and t-EBSD // Nano Res. - 2018. - Vol. 11. - No. 7. - Pp. 3911-3921.

218. Nakajima H., Koiwa M. Diffusion in Titanium // ISIJ Int. - 1991. - Vol. 31. - No. 8. - Pp. 757-766.

219. Lynn A.K., DuQuesnay D.L. Hydroxyapatite-coated Ti-6Al-4V // Biomaterials. -2002. - Vol. 23. - No. 9. - Pp. 1947-1953.

220. Van Dijk K., Schaeken H. G., Wolke J. G. C., Jansen J. A. Influence of annealing temperature on RF magnetron sputtered calcium phosphate coatings // Biomaterials. - 1996. - Vol. 17. - No. 4. - Pp. 405-410.

221. Yonggang Y., Wolke J. G. C., Yubao L., Jansen, J. A. The influence of discharge power and heat treatment on calcium phosphate coatings prepared by RF magnetron sputtering deposition // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2007. - Vol. 18. - No. 6. - Pp. 1061-1069.

222. Berezhnaya A.Y., Mittova V. O., Kukueva E. V., Mittova I. Y. Effect of high-temperature annealing on solid-state reactions in hydroxyapatite/TiO2 films on titanium substrates // Inorg. Mater. - 2010. - Vol. 46. - No. 9. - Pp. 971-977.

223. López E.O., Mello A., Sendao H., Costa L. T., Rossi A. L., Ospina R. O., Rossi A. M. Growth of Crystalline Hydroxyapatite Thin Films at Room Temperature by Tuning the Energy of the RF-Magnetron Sputtering Plasma // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2013. - Vol. 5. - No. 19. - Pp. 9435-9445.

224. Heiss A., Pipich V., Jahnen-Dechent W., Schwahn D. Fetuin-A Is a Mineral Carrier Protein: Small Angle Neutron Scattering Provides New Insight on Fetuin-A Controlled Calcification Inhibition // Biophys. J. - 2010. - Vol. 99. - No. 12. - Pp. 3986-3995.

225. Dirks A.G., Leamy H.J. Columnar micro structure in vapor-deposited thin films // Thin Solid Films. - 1977. - Vol. 47. - No. 3. - Pp. 219-233.

226. Oechsner H. Sputtering - a review of some recent experimental and theoretical aspects // Appl. Phys. - 1975. - Vol. 8. - No. 3. - Pp. 185-198.

227. Хасс Г., Тун Р.Э., Сандомирский В.Б. Физика тонких пленок. // Современное

состояние исследований и технические применения - 1972. - 396 с.

228. Сурменев Р.А., Сурменева М.А., Пичугин В.Ф., Маттиас Э. ВЧ-магнетронные кальций-фосфатные покрытия на материалах медицинских имплантатов // Известия Томского политехнического университета. - 2009. - Т. 315. - № 2. -С. 138-141.

229. Амосова Л.П., Парфенов П.С., Исаев М.В. Ориентация жидких кристаллов на наклонно напыленных слоях sio 2 и ceo 2 // Оптический журнал. - 2014. - Т. 81. - № 11. - С. 88-95.

230. Leem J.W., Yu J.S. Structural, optical, and electrical properties of AZO films by tilted angle sputtering method // Thin Solid Films. - 2010. - Vol. 518. - No. 22. -Pp.6285-6288.

231. Mahesh P., Pamu D. Effect of deposition temperature on structural, mechanical, optical and dielectric properties of radio frequency sputtered nanocrystalline (KxNa 1 -x)NbO3 thin films // Thin Solid Films. - 2014. - Vol. 562. - Pp. 471-477.

232. Evans R.W., Cheung H.S., Mccarty D.J. Cultured canine synovial cells solubilize45Ca-labeled hydroxyapatite crystals // Arthritis Rheum. - 1984. - Vol. 27. - No. 7. - P. 829-832.

233. Jimbo R., Ivarsson M., Koskela A., Sul Y. T., Johansson C. B Protein Adsorption to Surface Chemistry and Crystal Structure Modification of Titanium Surfaces // J. Oral Maxillofac. Res. - 2010. - Vol. 1. - No. 3. - P. 1-9.

234. Aronov D., Rosen R., Ron E. Z., Rosenman G. Tunable hydroxyapatite wettability: Effect on adhesion of biological molecules // Process Biochem. - 2006. - Vol. 41. -No. 12. - Pp. 2367-2372.

235. Zhao G., Schwartz Z., Wieland M., Rupp F., Geis-Gerstorfer J., Cochran D. L., Boyan B. D. High surface energy enhances cell response to titanium substrate microstructure // J. Biomed. Mater. Res. - Part A. - 2005. - Vol. 74. - No. 1. - Pp. 49-58.

236. Kilpadi D.V., Lemons J.E. Surface energy characterization of unalloyed titanium implants // J. Biomed. Mater. Res. - 1994. - Vol. 28. - No. 12. - Pp. 1419-1425.

237. Eriksson C., Nygren H., Ohlson K. Implantation of hydrophilic and hydrophobic titanium discs in rat tibia: Cellular reactions on the surfaces during the first 3 weeks in bone // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25. - No. 19. - Pp. 4759-4766.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИЗОБРАЖЕНИЕ ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ПАТЕНТА РФ №2715055

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ

Все группы образцов для испытаний, представленных на биомедицинские исследования, имели размер сторон 10 мм, антибактериальные покрытия были однородными и не содержали посторонних включений, шелушений, сколов, вздутий, растрескиваний. Были приготовлены экстракты из 36 образцов для испытаний и 3 контроля экстракции (чистый 0,9 % раствор натрия хлорида для внутривенного введения (ООО "Мосфарм", Россия) как растворитель).

Свежеприготовленный (согласно прилагаемой инструкции производителя) питательный агар для культивирования микроорганизмов (ПАКМ) (БТН-агар, ООО "Биотехинновация", Москва) в пластиковых чашках Петри с крышкой (ООО "МиниМед", Беларусь) диаметром 90 мм проверили на стерильность (контроль стерильности среды) путем термостатирования при 37 оС в течение 24 часов. Контроль стерильности среды ПАКМ показал отсутствие микробного пророста (рисунок Б.1).

Г

гд "J

■ И|Я|

Рисунок Б.1 - Цифровые фотографии контроля стерильности питательного агара

(а) и контроля роста колониеобразующих единиц штамма 209P Staphylococcus aureus сразу (б) и через 2 ч после формирования микробной взвеси в жидкой среде

DMEM/F12 (1:1) (В)

В свою очередь, колониеобразующие единицы (КОЕ) штамма 209P SA при разведении в жидкой синтетической питательной среде DMEM/F12 (1:1) с L-глутамином (ООО "БиолоТ", Санкт-Петербург) показали контрольный рост, характерный для чистой культуры стандартного штамма тест-культуры SA. Через 24 ч при 37 оС на питательном агаре формируются гладкие (с ровными краями) бактериальные колонии с золотистой пигментацией (рисунок Б.1 б, в). Выбор в пользу жидкой синтетической питательной среды DMEM/F12 (1:1) с L-глутамином связан с ее активным применением для культивирования стромальных клеток человека и животных при определении in vitro способности образцов для испытаний к остеоинтеграции. Таким образом, стандартизация реактивов в различных методиках позволяет проводить качественную сравнительную оценку роста клеток про- и эукариот в присутствии образцов для испытаний и/или их компонентов.

В пластиковых стерильных конических пробирках с крышкой объемом 15 мл (ООО "МиниМед", Беларусь) было проведено разведение чистой культуры SA путем смешивания в пропорции 1:1 исходной взвеси SA в жидкой среде DMEM/F12 (0,5 мл) и экстрактов объектов исследования (0,5 мл), с достижением концентрации бактерий 500 микробных тел/мл смеси. Культура SA, смешанная в пропорции 1:1 с чистым стерильным 0,9% раствором хлорида натрия, считалась позитивным контролем роста патогенного микроорганизма in vitro. Приготовленные взвеси культивировали после перемешивания при 37 оС в течение 2 часов и переносили на ПАКМ в концентрации 100 микробных тел на 1 чашку Петри.

Через 24 ч культивирования при 37 оС и 100% влажности оценивали in vitro потенциальный антибактериальный эффект экстрактов образцов для испытаний (рисунки Б.2 - Б.5, представлены фотографии по одной чашки Петри из каждой группы; таблица Б.1). Проводили цифровую съёмку культур SA, выросших на ПАКМ, с помощью цифрового фотоаппарата Canon PC1585 Power Shot A2200 HD (Canon Inc., Китай).

Рисунок Б.2 - Результаты 24-часового роста Staphylococcus aureus (SA) штамм 209P на питательном агаре для культивирования микроорганизмов после предварительного 2-ч сокультивирования с 0,9% раствором хлорида натрия

(контроль роста)

а б в г

Рисунок Б.3 - Результаты 24-часового роста Staphylococcus aureus (SA) штамм 209P на питательном агаре для культивирования микроорганизмов после предварительного 2-ч сокультивирования с экстрактами образцов для испытаний: а - экстракты образцов Ti-V, б - экстракты образцов Ti-V-ГА, в - экстракты образцов Ti-V-Zn-ГА, г - экстракты образцов Ti-V-Cu-ГА

а б в г

Рисунок Б.4 - Результаты 24-часового роста Staphylococcus aureus (SA) штамм 209P на питательном агаре для культивирования микроорганизмов после предварительного 2-ч сокультивирования с экстрактами образцов для испытаний: а - экстракты образцов Ti-Nb, б - экстракты образцов Ti-Nb-ГА, в - экстракты образцов Ti-Nb-Zn-ГА, г - экстракты образцов Ti-Nb-Cu-ГА

а б в г

Рисунок Б.5 - Результаты 24-часового роста Staphylococcus aureus (SA) штамм 209P на питательном агаре для культивирования микроорганизмов после предварительного 2-ч сокультивирования с экстрактами образцов для испытаний:

а - экстракты образцов MgCa, б - MgCa-ГА, в - экстракты образцов MgCa-Zn-ГА, г - MgCa-Cu-ГА

На цифровых фотографиях (разрешение 14,1 мегапикселей) подсчитывали площадь выросших КОЕ SA согласно принципам морфометрической оценки [8.1]. SA формировал колонии разного диаметра в диапазоне 1,3-3,1 мм (рисунки Б.2 - Б.5). Согласно Программе экспериментального исследования in vitro потенциального антибактериального эффекта экстрактов образцов для испытаний, определяли суммарную площадь колоний (КОЕ) в каждой чашке Петри с применением компьютерной программы Adobe Photoshop версия 10.0 (Adobe Inc., США).

При оценке полученных данных использовали методы статистического описания, а также методы проверки статистических гипотез. Нормальность распределения в выборке проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Рассчитывали параметры распределений: медиану (Ме), 25%-ный (Qi) и 75%-ный (Q3) квартили. Для оценки статистической значимости различий применяли непараметрический критерий Манна-Уитни. Различия считались статистически значимыми при уровне значимости р<0,05.

Результаты визуального исследования in vitro потенциального антибактериального эффекта экстрактов образцов для испытаний показали (рисунки Б.2 - Б.5), что продукты 7-дневной деградации металлических подложек без покрытия и с "чистым" (без замещения кальция на цинк или медь) КФ покрытием, нанесенным на металлические подложки способом ВЧ магнетронного распыления ГА мишени, не вызывали существенного торможения роста патогенного SA in vitro

(рисунки Б.3 - Б.5 а, б) в сравнении с контрольной чистой культурой стандартного штамма 209Р тест-культуры микроорганизма (рисунок Б.2). В то же время, экстракты образцов для испытаний на всех типах металлических подложек с ВЧ магнетронными КФ покрытиями, полученными из цинк- или медь-замещенного ГАП, показали заметное снижение роста микробных КОЕ на ПАКМ (рисунки Б.3 - Б.5 в, г).

Результаты морфометрического анализа цифровых фотографий, представленные в таблице Б.1, подтвердили полученные результаты. Экстракты цинк- или медь-замещенного ГАП покрытия на небиодеградируемых металлических подложках Ti-Nb и Ti-V статистически значимо уменьшали (в сравнении с ГАП покрытием) площадь растущих бактериальных КОЕ в 5-5,5 и 3-4 раза, соответственно.

Таблица Б.1 - Результаты 24-часового роста Staphylococcus aureus (SA) штамм 209P на ПАКМ после предварительного 2-ч сокультивирования с экстрактами

образцов для испытаний с односторонними кальцийфосфатными покрытиями, Me(Q1-Q3)

Тип металлической подложки

Группа наблюдений, п=3 Ti-6Al-4V Ti-6Al-7Nb MgCa (0,8-1,0)

Площадь бактериальных КОЕ, мм2

1. Контроль роста на агаре 055(1005-1088)

1251 (1225-1503) 1008 (996-1026,8) 776#

2. Подложка без покрытия (740-1027) Pti<0,05

923*#

3. ГА покрытие 1269 (1187-1395) 1283 (983-1417) (582-977) P1<0,05 Pt™<0,05 PTiM™<0,05

227* 334* 221*

4. 7п-ГА покрытие (218-261) P1-3<0,05 (325-367) P1-3<0,05 (11-413) P1-3<0,05

246* 436* 318*

5. Си-ГА покрытие (193-361) P1-3<0,05 (114-642) P1-3<0,05 (301-745) P1<0,05

Примечание: контроль роста на агаре - после 2-ч культивирования БА в 0,9 % растворе №С1 и среде ЯРМ1-1640 (пропорция хлорид натрия/среда 1:1); Р1-Р3-статистические различия с соответствующими группами исследования; #) - с другими типами металлической подложки согласно и-критерию Манна-Уитни.

Способность объектов исследования к торможению роста патогенного микроорганизма in vitro считается установленной, если торможение роста патогенного микроорганизма in vitro (уменьшение числа и/или площади КОЕ в культуре SA) составляет 10% и более и достигает статистических различий с позитивным контролем роста патогенного микроорганизма in vitro.

Таким образом, исследуемые образцы обладают потенциальной способностью к торможению роста патогенного микроорганизма (штамма 209Р SA) in vitro (в порядке убывания антибактериальной активности) 7-дневные экстракты следующих образцов для испытаний: MgCarAn-Zn > Ti-6Al-4VrAn-Zn > Ti-6Al-4VrAn-Cu > MgCarAn-Cu > Ti-6Al-7NbrAn-Zn > Ti-6Al-7NbrAn-Cu > MgCa-ГАП.

Биологические тесты in vitro образцов с ВЧ магнетронными покрытиями выполнены д.м.н., проф. СибГМУ И.А. Хлусовым.