Nanokrystaliczny diament (NCD) - nowy i obiecujący materiał do zastosowań medycznych

• Autorzy: Walkowiak, B. , Okrój, W. , Przybyszewska, I. , Pirek, M. , Szymański, W. , Kosęda, P. , Jakubowski, W.

Warianty tytułu

EN

Nanocrystalline diamond (NCD) - a new and promising material for medical applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokrystaliczny diament (NCD) przejawia szereg interesujących właściwości. Niektóre z nich mogą być atrakcyjne w zastosowaniach biomedycznych. Niniejsze opracowanie dotyczy badań nad anty-oksydacyjnymi właściwościami NCD, jego tombozgodnością oraz odpornością na powstawanie biofilmu. Badania zrealizowano stosując następujące metody: 1. Obserwacja luminolo-zależnej luminescencji, wywoływanej przez reaktywną formę tlenu (kwas podchlorawy) generowaną przez chloraminę T w osoczu krwi, w obecności proszków diamentowych. Intensywność mierzonej luminescencji jest wprost proporcjonalna do ilości reaktywnych form tlenu w badanym układzie. Stwierdzono, że obecność proszków diamentowych znamiennie i w sposób zależny od ich koncentracji wpływa na obniżenie ilości kwasu podchlorawego. 2. Obserwacja adhezji płytek krwi do badanych powierzchni z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego. Wykazano, że płytki krwi tylko w niewielkiej ilości, w porównaniu z powierzchnią stali medycznej, przylegały do powierzchni NCD. Jednak skazy powierzchni NCD były miejscem intensywnej adhezji płytek krwi. 3. Obserwacja zasiedlania badanych powierzchni przez komórki E.coli, z zastosowaniem mikroskopu fluorescencyjnego. Pokazano, że bakterie najchętniej kolonizowały powierzchnię stali medycznej 316L. Znacznie słabiej powierzchnię stopu tytanu Ti6Al4V. Najbardziej oporna na kolonizację komórkami E.coli była powierzchnia NCD. Uzyskane wyniki wskazują również na wzrost podatności na kolonizację przez mikroby powierzchni opłaszczonej białkami.

EN

Nanocrystalline diamond (NCD) exhibits several interesting properties. Some of them can be attractive in biomedical applications. This study concerns of research on anti-oxidative properties of NCD, its thrombocompatibility, as well as its resistance to bacterial biofilm formation. Results were obtained using following methods: 1. Observation of luminal-depend luminescence caused by reactive oxygen species (hypochlorous acid) generated by chloramines T in blood plasma, in the presence of diamond powders. The intensity of measured luminescence is directly proportional to the amount of reactive oxygen species in the system. We have found, that presence of diamond powder particles (DPP) significantly and concentration-dependently causes decrease in hypochlorous acid amount. 2. Observation of platelets adhesion to examined surface with use of scanning electron microscopy (SEM). It was proved, that blood platelets adhered to NCD surface only in a very small amount when compared to medical steel surface. However, defects of the NCD surface were the place of intensive platelet adhesion. 3. Observation of colonization of examined surfaces by E.coli cells, was performed with use of fluorescence microscope. It was shown that bacteria colonized predominantly medical steel 316L surface whereas titanium alloy Ti6Al4V surface was colonized considerably less. NCD surface was the most resistant to E.coli cells colonization. The received results also point higher susceptibility to microbial colonization of surface coated by proteins.

Słowa kluczowe

PL

nanokrystaliczny diament; proszek diamentowy; adhezja płytek krwi

EN

nanocrystalline diamond; diamond powder; reactive oxygen species; antioxidant; platelet adhesion; microbial colonization; biofilm

• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 7, nr 35-36
• Strony: 62-67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Walkowiak, B.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka
• Zakład Biofizyki Molekularnej i Medycznej, Uniwersytetu Medycznego, Łódź

autor

Okrój, W.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Przybyszewska, I.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Pirek, M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Szymański, W.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Kosęda, P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Jakubowski, W.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Mitura S., Mitura A., Niedzielski P., Couvrat P., Nanocrystalline Diamond Coatings. J Chaos, Solitons and Fractals, 1999; 10: 2165- 2177.
• [2] Mitura S., Niedzielski P., Jachowicz D., Langer M., Marciniak J., Stanishevsky A., Tochitsky E., Louda P., Couvrat P., Denis M, Lourdin P., Influence of carbon origin on the properties important for biomedical application. Diamond and Related Materials 1996; 5: 1185-1188.
• [3] Walkowiak B., Kochmanska V., Jakubowski W., Okroj W., Kroliczak V. Interaction of body fluids with carbon surfaces. J Wide Bandgap Materials 2002; 9:231-242.
• [4] Bakowicz K., Mitura S., Biokompatibility of NCD. Wide Bandgap Materials 9, 2002; 9: 261-272.