Вплив оксиду графену на властивості та вивільнення лікарських засобів з апатит-полімерних композитів

Автори Л.Б. Суходуб1 , Л.Ф. Суходуб1 , М. Кумеда1, Ю. Прилуцький2, М. Євстігнєєв3, В. Костюков3, М. Слободяник2, У. Ріттер4
Приналежність

1Сумський державний університет, 40007 Суми, Україна

2Київський національний університет імені Тараса Шевченка, 01633 Київ, Україна

3Севастопольський державний університет, Севастополь 299053, Крим

4Технічний університет Ільменау, Ільменау 98693, Німеччина

Е-mail mariyakumeda@gmail.com
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 4
Дати Одержано 13 травня 2020; у відредагованій формі 15 серпня 2020; опубліковано online 25 серпня 2020
Посилання Л.Б. Суходуб, Л.Ф. Суходуб, М. Кумеда та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 4, 04029 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(4).04029
PACS Number(s) 87.85.J –, 87.64.Bx, 87.64.Ee
Ключові слова Альгінат (7) , Графен оксид, Гідроксиапатит (12) , Структурні та механічні властивості, Структурне моделювання, Вивільнення лікарських засобів.
Анотація

Вивчено вплив оксиду графену (GO) на структурно-механічні властивості композиту на основі гідроксиапатиту та альгінату (HA-Alg), а також здатність до пролонгованого вивільнення з нього хлоргексидину (CНХ) та диклофенаку натрію (DS). Гранульований композит HA-Alg був синтезований з різним вмістом GO (0,0004 % та 0,004 %). Утворення при мікрохвильовому опроміненні кальцій-дефіцитного НА (Са/Р = 1,65) з малим вмістом карбонату підтверджується методами XRD та XRF. Alg діє як диспергатор і забезпечує рівномірний розподіл частинок GO в альгінатній матриці після ультразвукової обробки. Наночастинки GO, поєднанні із зшитими іонами кальцію макромолекулами альгінату, сприяють посиленню механічних властивостей отриманих гранул. Розподіл частинок GO в альгінатній матриці підвищує модуль Юнга від 0,79 ГПа в зразку HA-Alg до 1,33 ГПа в зразку HA-Alg-GO. Обчислені енергії внутрішньо- та міжмолекулярних взаємодій комплексу HA-Alg-GO підтверджують, що загальна енергія стабілізації складається з сольвофобних взаємодій, енергії ван дер-Ваальса та Н-зв’язків. GO впливає на вивільнення CНХ, яке, в основному, відбувається за рахунок матричної ерозії. Вміст GO подовжує вивільнення CНХ на 48 год у нейтральному середовищі. Динаміка вивільнення DS в нейтральному середовищі також контролюється вмістом GO, а в кислому середовищі – в основному дифузійними силами, які сповільнюються кластеризацією DS через утворення H-зв’язків та гідрофобних взаємодій між GO та DS.

Перелік посилань