Улучшение механических свойств и обеспечение биоактивного потенциала гибридных стоматологических композитов оксида графена и монтмориллонита.

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 10259 (2022) Цитировать эту статью

1408 Доступов

6 цитат

2 Альтметрика

Подробности о метриках

В ходе исследования in vitro с помощью ультразвуковой обработки были синтезированы гибридные композитные наночастицы оксида графена (GO) и монтмориллонита MMt (GO-MMt). Образцы были охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, FT-Raman, FTIR, TEM и SEM. Оценено влияние их введения (0,3% и 0,5%) на механические свойства композита на основе смол (КПК) и его потенциал биологической активности. Образцы характеризовались путем оценки прочности на трехточечный изгиб (n = 6), модуля упругости (n = 6), степени превращения (n = 6), микротвердости (n = 6), угла смачивания (n = 3). и SEM-анализ (n = 3). Тест in vitro в SBF проводили в эритроцитах, модифицированных гибридом. В целом, синтезированный гибридный композит продемонстрировал, что GO интеркалирован с MMt, что свидетельствует о более стабильном соединении. Тест ANOVA и Тьюки показал, что RBC + 0,3% GO-MMt продемонстрировал более высокие значения прочности на изгиб, за ним следовал RBC + 0,5% GO-MMt (p < 0,05), и оба материала показали более высокие значения микротвердости. Все группы имели угол смачивания ниже 90°, что характеризует гидрофильные материалы. В эритроцитах, модифицированных гибридом, через 14 дней в SBF наблюдалось отложение Ca и P. В заключение, эритроциты, состоящие из гибрида, показали многообещающие результаты с точки зрения механических свойств и биоактивного потенциала, расширяя возможности применения ГО в стоматологических материалах.

На протяжении многих лет в нескольких областях техники комбинировались различные свойства материалов, чтобы обеспечить улучшенные свойства для конкретного применения. Такая стратегия была экстраполирована на биомедицинскую область для улучшения таких свойств, как устойчивость, биосовместимость, биологическая активность и эстетика, для удовлетворения потребностей пациентов. Поскольку единый материал, обладающий всеми вышеперечисленными свойствами, нецелесообразен, разработка гибридных композитов позволяет улучшить характеристики отдельных компонентов1. Наполнители в композите действуют как армирование и улучшают механические свойства или биологическую активность материала2.

В стоматологии механические свойства композитов на основе смол (RBC) постоянно улучшаются, поскольку они связаны с их клиническим применением и долговечностью реставраций. Несмотря на то, что введение наноструктур улучшает механические свойства эритроцитов, популярность эритроцитов обусловлена ​​всеми их особенностями, то есть биосовместимостью, а также эстетическими и механическими свойствами3,4. Также изучалось развитие биоактивных эритроцитов, поскольку они могут предотвратить вторичный кариес, который признан одной из основных причин неудач реставраций из композитных материалов5. Поэтому синтез гибридного композита, сочетающего в себе все эти свойства, был бы весьма желателен и улучшил бы его клинические характеристики.

Графен, аллотроп углерода, успешно полученный Геймом и Новоселовым в 20046 году, обладает замечательными физическими свойствами, такими как проводимость и механическая стабильность7, высокое соотношение сторон и низкая плотность, что делает его идеальным кандидатом для разработки полимерных композитов следующего поколения8. . Оксид графена (ГО) представляет собой биосовместимый материал, производный графена, модифицированный кислородсодержащими группами, который можно безопасно включать в каркасы или нанокомпозиты для улучшения его механических свойств для биомедицинских применений. Также был подчеркнут мощный механизм антимикробного действия ГО: ГО механически разрушает бактериальные мембраны, что приводит к гибели клеток, и даже действует как платформа для безопасной доставки антимикробных препаратов при назначении друг другу9,10. Кроме того, хорошо известно, что частицы ГО обладают способностью индуцировать остеогенез стволовых клеток, подобно костному морфогенному белку (BMP-2) и другим биоактивным неорганическим материалам, таким как гидроксиапатит, который способствует зародышеобразованию и кристаллизации для быстрого роста гидроксиапатита. высокое соотношение кальций-фосфат в биомиметических условиях11.