Upoređivanje bioaktivnosti, citotoksičnosti, antimikrobnih i korozivnih svojstava keramičkih prevlaka sa i bez polimera na titanu

Abstract

Kalcijum fosfati (CP), među kojima su amorfni kalcijum fosfat (ACP) i hidroksiapatit (HAp), zajedno sa slojevima Ti i TiO2, pronašli su ogromnu primenu u preventivnoj i regenerativnoj medicini zbog svoje odlične biokompatibilnosti, netoksičnih svojstava i sposobnosti da učestvuju u metaboličnim procesima organizama. U ovom radu je prikazana citotoksičnost multifunkcionalnih i hibridnih kompozitnih prevlaka amorfnog kalcijum fosfata (ACP) i hitozan laktata (ChOL) na ćelijskoj liniji humanih fibroblasta pluća MRC-5. ACP/TiO2 i ACP/TiO2/ChOL prevlake su taložene novim procesom in situ anodizacije/anaforetske depozicije pri konstantnom naponu od 60 V tokom 180 s na 25 ° C. Testovi citotoksičnosti pokazali su da nije bilo značajnog smanjenja preživljavanja zdravih ćelija MRC-5 u kompozitnim uzorcima Ti i ACP/TiO2, dok je došlo do povećanja broja viabilnih ćelija u uzorku ACP/TiO2/ChOL. Pokazano je poboljšanje ćelijske proliferacije, diferencijacije i viabilnosti ćelija. Uzorak koji sadrži ACP/TiO2/ChOL prevlaku pokazao je negativnu citotoksičnost u DET i u MTT testovima. Zabeležen je veći oporavak humanih ćelija fibroblasta pluća MRC-5 u poređenju sa kontrolnim uzorkom posle 48 h oporavka. Iz ovih rezultata može se zaključiti da multifunkcionalna kompozitna prevlaka ACP/TiO2/ChOL nije samo necitotoksična, već prisustvo ChOL-a u prevlaci poboljšava ćelijsku proliferaciju, diferencijaciju i viabilnost ćelija. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da oba kompozitna materijala koji su korišćeni u studijama nisu citotoksični za korišćene ćelijske linije, te da 5 tež.% ChOL-a ima pozitivan efekat na netoksičnost materijala. Na osnovu prikazanih rezultata u ovom radu i prethodnih objavljenih rezultata fizičko-hemijskih i bioaktivnih svojstava kompozitnog materijala ACP/TiO2/ChOL, može se zaključiti da bi dalji razvoj, kao i potencijalne pretkliničke studije bili u velikoj meri opravdani.

Calcium phosphates (CP), amongst which amorphous calcium phosphate (ACP) and hydroxyapatite (HAp), along with Ti and TiO2 layers, have found vast applications in preventive and regenerative medicine due to their excellent biocompatibility, nontoxic properties and ability to participate in the normal metabolism of organisms. In this paper cytotoxicity of amorphous calcium phosphate (ACP) and chitosan lactate (ChOL) multifunctional and hybrid composite coatings on MRC-5 human lung fibroblast cell line is presented. ACP/TiO2 and ACP/TiO2/ChOL are deposited by coatings new in situ anodization/anaphoretic deposition process at constant voltage of 60 V for 180 s at 25 °C. Cytotoxicity tests showed that there was no significant decrease in the survival of healthy MRC-5 cells in the Ti and ACP/TiO2 composite samples, while there was an increase in the number of viable cells in the ACP/TiO2/ChOL sample. There is improved cell proliferation, differentiation and cell viability in the later. Sample containing ACP/TiO2/ChOL coating showed negative cytotoxicity in both DET and MTT tests. Greater recovery of MRC-5 human lung fibroblasts cells was observed compared to the control sample after 48 h of recovery. From these results, it can be concluded that not only the ACP/TiO2/ChOL multifunctional composite coating is non-cytotoxic, but the presence of ChOL in the coating improves cell proliferation, differentiation and cell viability. Based on the obtained results, it can be concluded that both composite materials used in the studies are non-cytotoxic to the cell lines used, and that 5 wt.% of ChOL has a positive effect on the non-toxicity of the material. Based on presented results in this paper and previous published results of the physicochemical and bioactive properties of the ACP/TiO2/ChOL composite material, it can be concluded that further development as well as potential preclinical studies would be largely justified.