89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

246 wyniki i dyskusja
Badanie modyfikowanych powierzchni tytanowych
(TABELA 1) wykazało, że obecność warstwy SiO 2-TiO 2 na
powierzchni próbki minimalizuje stopień adhezji komórek S.
epidermidis (RyS.1). Azotek tytanu jako czynnik modyfikujący
powierzchnie tytanowe pełni rolę wzmacniającą odporność
tytanu na ścieranie, ale nie zabezpiecza przed adhezją
bakterii. Natomiast jego pokrycie dodatkową warstwą SiO 2-
TiO 2 znacznie zmniejsza ilość komórek bakteryjnych przylegających
do podłoża. W przypadku, kiedy warstwa SiO 2-TiO 2
jest dodatkowo powleczona warstwą hydroksyapatytu, ilość
komórek bakteryjnych zaadsorbowanych do powierzchni
próbek jest również nieznaczna, mimo, że hydroksyapatyt
pokrywa bazową warstwę tlenków (RyS.1,2) oraz że warstwa
tlenków jest niejednorodna i spękana. Powierzchnie
polerowanego stopu tytanu charakteryzują się bardzo nierównomierną
adhezją komórek bakterii (RyS.1). Zjawisko
to może być wytłumaczone faktem, że w skład zawiesiny do
polerowania płytek wchodził SiO2 oraz diament. Zarówno
diament, jak i SiO 2 (obserwacje własne) hamują adhezję
bakterii, więc pozbawione komórek fragmenty powierzchni
na tych próbkach mogą być rezultatem działania pozostałości
zawiesiny polerskiej wbitej w powierzchnię tytanu.
Obecność biofilmu wytwarzanego przez S. epidermidis
odnotowano głównie na powierzchniach tytanowych
niemodyfikowanych i pokrywanych TiN, zaś powierzchnie
modyfikowane SiO 2-TiO 2 pozostawały praktycznie wolne
od biofilmu (RyS.3).
wnioski
Uzyskane wyniki sugerują, że zastosowane modyfikacje
płytek oparte na wykorzystaniu SiO 2-TiO 2 jako warstwy
wzmacniającej stabilność połączenia pomiędzy stopem tytanu
Ti6Al4V a warstwą hydroksyapatytu ograniczają ryzyko
adhezji bakterii i powstawania biofilmu bakteryjnego.
Podziękowania
Praca naukowa finansowana ze środków na naukę
w latach 2006-2009 jako projekt badawczy
nr 3T08C05430.
Piśmiennictwo
[1] Niinomi M. Mater. Sci. Eng. A243 (1998) 231-236.
[2] yoshinari M., Oda y., Kato T., Okuda K., Hirayama A. J. Biomed.
Mater. Res. 52 (2000) 388-394.
[3] Antoci V., Adams Ch.S., Parvizi J., Davidson H.N., Composto
R.J., Freeman T.A., Wickstrom E., Ducheyne P., Jungkind D., Shapiro
I.M., Hickok N.J. Biomaterials 29 (2008) 4684-4690.
results and discussion
Tests of modified titanium alloy samples (TABLE 1)
showed that presence of SiO 2-TiO 2 layer on sample surface
minimized the ratio of S. epidermidis adhesion (FIG.1). TiN
layer as a factor modifying titanium alloy surfaces increases
its abrasion resistance but does not prevent bacterial adhesion.
However, when its is additionally covered with SiO 2-
TiO 2 layer, the bacterial adherence decrease. In case when
SiO 2-TiO 2 layer is additionally covered with hydroxyapatite
layer, the amount of adhered cells is also insignificant,
although the hydroxyapatite covers the sublayer of oxides
(FIG.1,2) and despite that oxide layer is cracked and uneven.
Surfaces of polished titanium alloy underwent very irregular
bacterial cells adhesion (FIG.1). Such phenomenon may be
explained by fact that polishing suspension is composed of
SiO 2 and diamond powder. Both these compounds inhibit
bacterial adhesion; therefore, the fragment of this sample
may be free of bacterial cells due to the presents of leftovers
of polishing suspension incorporated to titanium alloy
surface.
Presence of bacterial biofilm was observed mainly on
titanium alloy surfaces non-modified and modified with
TiN, while SiO 2-TiO 2-modified surfaces remained practically
biofilm-free (FIG.3).
conclusions
The results suggest that the modifications of titanium alloy
surfaces tested in presented study, based on SiO2-TiO2 use
as an interlayer increasing the stabilization of hydroxyapatite
layer on Ti6Al4V alloy, limit the risk of bacterial adhesion
and bacterial biofilm formation.
acknowledgements
This work was supported by Ministry of Science and
Higher Education: grant 3 T08C 054 30.
references
[4] Jakubowski W., Bartosz G., Niedzielski P., Szymanski W, Walkowiak
B. Diamond Rel. Mater. 13 (2004) 1761-1763.
[5] Harris L.G., Tosatti S., Wieland M., Textor M., Richards R.G.
Biomaterials 25 (2004) 4135-4148.