Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Исследование полилактидных матриксов методом рентгеновской микротомографии

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-1-26-31

Полный текст:

Аннотация

Трехмерные матриксы из биодеградируемых полимеров — перспективный материал для решения задач регенеративной медицины. Их широко применяют при восстановлении целостности и функций тканей и органов с помощью биоискусственных тканеинженерных конструкций. Цель работы — исследование структуры пористых биорезорбируемых полимерных матриксов для тканевой инженерии методом рентгеновской микротомографии. Образцы получали методом сверхкритической флюидной пластификации D,L-полилактида и его последующего вспенивания в цилиндрических пресс-формах. Томография дает возможность создать трехмерную модель объекта, оценить не только интегральную пористость матрикса (как это делают традиционные сорбционные методы), но и распределение пор по размерам и пространству. Это позволяет оптимизировать параметры технологических процессов изготовления полилактидных матриксов требуемой для тех или иных биомедицинских применений архитектоники и прогнозировать ход протекания процессов их биорезорбции в ферментативных средах. Исследования проводили с использованием лабораторного микротомографа (материал анода — молибден, время сканирования образца — 120 мин, размер пикселя детектора — 9 мкм). Томографическую реконструкцию выполняли алгебраическим методом. Необходимую для расчета структурных характеристик исследуемых матриксов процедуру бинаризации реализовывали методом, включающим выбор глобального порога. Проведенные расчеты пористости и однородности ее распределения в объеме полимера и оценка удельной площади поверхности пор показали изотропность пространственной структуры полилактидных матриксов.

Об авторах

Ю. С. Кривоносов
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Юрий Станиславович Кривоносов

119333, Москва, Ленинский пр. 59



М. В. Чукалина
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Марина Валерьевна Чукалина

119333, Москва, Ленинский пр. 59



А. В. Бузмаков
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Алексей Владимирович Бузмаков

119333, Москва, Ленинский пр. 59



В. Е. Асадчиков
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Виктор Евгеньевич Асадчиков

119333, Москва, Ленинский пр. 59



А. А. Русаков
Институт кристаллографии имени А. В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Андрей Артемьевич Русаков

119333, Москва, Ленинский пр. 59



А. О. Мариянац
Институт фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Александра Олеговна Мариянац

108840, г. Троицк, ул. Пионерская 2



В. К. Попов
Институт фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН
Россия

Владимир Карпович Попов

108840, г. Троицк, ул. Пионерская 2



И. О. Занин
НОУ «ШколЯр»
Россия

Илларий Олегович Занин

142432, Московская обл., г. Черноголовка, Школьный бульвар 20



В. Л. Кулик
НОУ «ШколЯр»
Россия

Владислав Леонидович Кулик

142432, Московская обл., г. Черноголовка, Школьный бульвар 20



Список литературы

1. Севастьянов В. И. Технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины / Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014. Т. XVI. № 3. С. 93 – 108.

2. Биосовместимые материалы: учеб. пособие. / Под ред. Севастьянова В. И., Кирпичникова М. П. — М.: МИА, 2011. — 544 с.

3. Сургученко В. А. Матриксы для тканевой инженерии и гибридных органов. Биосовместимые материалы: учеб. пособие. — М.: МИА, 2011.

4. Антонов Е. Н., Бухарова Т. Б., Дунаев А. Г. и др. Новые «старые» полилактиды для тканеинженерных конструкций / Перспективные материалы. 2017. № 2. С. 14 – 25.

5. Karageorgiou V., Kaplan D. Porosity of 3D biomaterial scaffolds and osteogenesis / Biomaterials. 2005. Vol. 26. N 27. P. 5474 – 5491.

6. Tai H., Popov V., Shakesheff K., Howdle S. Putting the fizz into chemistry: applications of supercritical carbon dioxide in tissue engineering, drug delivery and synthesis of novel block copolymers / Biochemical Society Transactions. 2007. Vol. 35. P. 516 – 521.

7. Bogorodski S. E., Krotova L. I., Mironov A. V., Popov V. K. Fabrication of highly porous bioresorbable polymer matrices using supercritical carbon dioxide / Russ. J. Physical Chemistry B. 2013. Vol. 7. N 8. P. 916 – 923.

8. Bogorodski S. E., Vasilets V. N., Krotova L. I., Minaeva S. A., Mironov A. V., Nemets E. A., Surguchenko V. A., Popov V. K., Sevastianov V. I. Fabrication of bioactive highly porous polymer matrixes for tissue engineering / Inorganic Materials: Applied Research. 2013. Vol. 4. N 5. P. 448 – 456.

9. Бузмаков А. В., Асадчиков В. Е., Золотов Д. А. и др. Лабораторные микротомографы: конструкция и алгоритмы обработки данных / Кристаллография. 2018. Т. 63. № 6. С. 1007 – 1011.

10. Чукалина М. В., Бузмаков А. В., Николаев Д. П. и др. Рентгеновская микротомография с использованием лабораторного источника: техника измерений и сравнение алгоритмов реконструкции / Измерительная техника. 2008. № 2. С. 19 – 24.

11. Бузмаков А. В., Асадчиков В. Е., Золотов Д. А. и др. Лабораторные рентгеновские микротомографы: методы предобработки экспериментальных данных / Известия РАН. 2019. Т. 83. № 2. С. 194 – 197.

12. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. — М.: Металлургия, 1976. — 270 с.

13. Burnaev E., Erofeev P., Papanov A. Influence of resampling on accuracy of imbalanced classification / Proc. SPIE 9875. 8th International Conference on Machine Vision (ICMV 2015). 2015. 987521.


Для цитирования:


Кривоносов Ю.С., Чукалина М.В., Бузмаков А.В., Асадчиков В.Е., Русаков А.А., Мариянац А.О., Попов В.К., Занин И.О., Кулик В.Л. Исследование полилактидных матриксов методом рентгеновской микротомографии. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(1):26-31. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-1-26-31

For citation:


Krivonosov Y.S., Chukalina M.V., Buzmakov A.V., Asadchikov V.E., Rusakov A.A., Mariyanats A.O., Popov V.K., Zanin I.O., Kulik V.L. Study of polylactide matrices using x-ray microtomography. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(1):26-31. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-1-26-31

Просмотров: 87


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)