Spreading and proliferation of cultured rat bone marrow stromal cells on the surface of bioactive glass ceramics

Aim. To study spreading profile, cytoskeleton organization and proliferation of bone marrow stromal cells upon cultivation on the glass-crystalline material (GCM) surfaces with different chemical composition and solubility. Methods. GCMs with different CaO: P₂O₅ ratios were used. Actin cytoskeleton in cells was visualized using fluorescent TRITC-conjugated phalloidin. Cell proliferation was studied using MTT test. Results. Cell cultivation on highly soluble B-series GCM (Ca/P=5) led to appearance of fibroblast-like cells; their actin cytoskeleton filaments were uniformly distributed within the cytoplasm. In this case, proliferation dynamics was similar to that under cultivation on plastic. Cultivation on A and C series of GCM with a reduced Ca/P (1.4–2.58) resulted in a decrease of cell spreading and their proliferation index (up to 2–3 times) relative to the control. Conclusions. The material solubility and Ca/P superficial ratio are the main factors, determining cell interaction with GCMs.Мета. Дослідити характер розпластування, структурну організацію цитоскелету, проліферацію стромальних клітин кісткового мозку при культивуванні на поверхні склокристалічних матеріалів (СКМ) різних за хімічним складом та розчинністю. Методи. В роботі було використано СКМ з різним співвідношенням CaO/P₂O₅. Структуру актинового цитоскелету клітин було візуалізовано за допомогою фаллоідину, коньюгованого з флуоресцентним барв-ником TRITC. Для оцінки проліферації клітин застосовували МТТ тест. Результати. Культивування клітин на СКМ серії В (атомне співвідношення Ca/P=5 на поверхні), призводило до появи фібробластоподобних форм клітин із рівномірним розташуванням компонентів актинового цитоскелету в усьому обсязі цитоплазми. У цьому випадку динаміка проліферації була аналогічною до такої, як при культивуванні на пластику. Зниження співвідношення Ca/P до 1,4 – 2,58 серій А та С призводило до зменьшення площі розпластування та індекса проліферації (у 2–3 рази) відносно контролю. Висновки. Основними факторами, які визначають поведінку клітин при взаємодії з СКМ, є розчинність матеріалу та співвідношення Ca/P на ростовій поверхні.Цель. Исследовать характер распластывания, структурную организацию цитоскелета, пролиферацию стромальных клеток костного мозга при культивировании на поверхности стеклокристаллических материалов (СКМ) различных по химическому составу и растворимости. Методы. В работе были использованы СКМ, с различным соотношением CaO/P₂O₅. Структура актинового цитоскелета клеток была визуализирована при помощи фаллоидина, конью-гированного с флуоресцентним красителем TRITC. Для оценки пролиферации использовали МТТ тест. Результаты. Культивирование клеток на СКМ серии В (атомное соотношение Ca/P=5 на поверхности), приводило к появлению фибробластоподобных форм клеток с равномерным расположением филаментов актинового цитоскелета по всему объему цитоплазмы. В этом случае динамика пролиферации была аналогичной таковой при культивировании на пластике. При снижении соотношения Ca/P до 1,4–2,58 на поверхности СКМ серий А и С наблюдалось уменьшение площади распластывания и индекса пролиферации (в 2–3 раза) относительно контроля. Выводы. Основными факторами, определяющими поведение клеток при взаимодействии с СКМ, являются растворимость материала и соотношение Ca/P на ростовой поверхности

ЗАЛЕЖНІСТЬ УДАРОСТІЙКОСТІ ВІД ШВИДКОСТІ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ХВИЛЬ В ЛІТІЙАЛЮМОСИЛІКАТНИХ СКЛОКРИСТАЛІЧНИХ МАТЕРІАЛАХ

The shock-wave stage of interaction between the impactor material and obstacles in the aspect of creating impact-resistant armor elements is analyzed. The actuality of creation of protective glass-crystalline materials is determined, taking into account the features of their structure. The prospect of using lithium-aluminosilicate glass-ceramic materials with high indicators of sound wave propagation as shock-resistant elements of armor protection is established and the choice of glass of the generating system is justified. The dependence of the speed of propagation of sound waves in aluminosilicate glasses is determined taking into account the specific energy of atomization of oxides and into glass- ceramic materials based on them, depending on their elastic properties and density. According to the impact criterion, an assessment was made of the suitability of the developed glass- ceramic materials based on β-spodumen and disilicate in relation to their use as armored protection elements.  It has been established that the presence of crystalline and amorphous phases with different elastic properties in glass crystalline materials allows to provide more effective destruction of the shock absorber and to minimize post-percutaneous action. These results can be used in the development of armored elements with high bullet resistance.Проанализирована ударно-волновая стадия взаимодействия материала ударника и препятствия в аспекте создания ударопрочных бронеэлементов. Определена актуальность создания защитных стеклокристаллические материалов с учетом особенностей их структуры. Установлена зависимость скорости распространения звуковых волн в алюмосиликатных стеклах с учетом удельной энергии атомизации оксидов и в стеклокристаллических материалах на их основе в зависимости от их упругих свойств и плотности. По критерию ударопрочности проведена оценка пригодности разработанных стеклокристаллические материалов на основе β-сподумена и дисиликату относительно их использования как элементов бронезащитыПроаналізовано ударно-хвильова стадія взаємодії матеріалу ударника та перешкоди у аспекті створення ударостійких броне елементів. Визначено актуальність створення захисних склокристалічних матеріалів з урахуванням особливостей їх структури. Встановлено залежність швидкості розповсюдження звукових хвиль в алюмосилікатних стеклах з урахуванням питомої енергії атомізації оксидів та в склокристалічних матеріалах на їх основі в залежності від їх пружних властивостей та щільності. За  критерієм ударостійкості проведено оцінку придатності розроблених склокристалічних матеріалів на основі β-сподумену та дисилікату літію щодо їх використання як елементів бронезахисту

Clinical features of chronic recurrent herpetic stomatitis in patients with recurrent course of the disease

Визначені клінічні прояви та загальні клінічні фактори ризику розвитку тяжкої форми ХРГС. Визначено, що клінічні прояви рецидиву герпетичної інфекції при частому або перманентному рецидивуванні значно знижують якість життя пацієнта в зв’язку із практично постійним вираженим больовим синдромом, обмеженістю соціальної активності в усіх її проявах, негативного впливу на імунну систему. Показано, що серед хворих на тяжку форму ХРГС майже вдвічі переважають жінки (51 проти 26). Тяжкий ступінь ХРГС проявляється вже при тривалості захворювання від 1 до 3 років у 35,1 % хворих, що свідчить про важкий подальший прогноз щодо розвитку ускладнених форм та захворювань, асоційованих із ХРГС.Определены клинические проявления и общие клинические факторы риска развития тяжелой формы ХРГС. Выявлено, что клинические проявления рецидива герпетической инфекции при частом или перманентном рецидивировании значительно снижают качество жизни пациента в связи с практически постоянным выраженным болевым синдромом, ограниченностью социальной активности во всех ее проявлениях, негативным влиянием на иммунную систему. Показано, что среди больных тяжелой формой ХРГС почти вдвое преобладают женщины (51 против 26). Тяжелая степень ХРГС проявляется уже при продолжительности заболевания от 1 до 3 лет у 35,1 % больных, что свидетельствует о тяжелом дальнейшем прогнозе в отношении развития осложненных форм и заболеваний, ассоциированных с ХРГС.Identified common clinical manifestations and clinical risk factors for severe HRHS. Determined that the clinical signs of relapse of herpes infection frequent or permanent recurrence significantly reduce quality of life due to the almost constant severe pain, limited social activity in all its forms, the negative impact on the immune system. It is shown that among patients with severe form HRHS almost half dominated by women (51 vs. 26). Hard degree HRHS evident even when disease duration from 1 to 3 years in 35,1 % of patients, indicating a severe outlook for further development of complicated forms and diseases associated with HRHS

Вивчення процесів фазового розділення в біоактивному склі системи Na₂O–CаO–ZnO–TiO₂–ZrO₂–Al₂O₃–B₂O₃–P₂O₅–SiO₂

Nanostructural changes on initial stages of calcium silicophosphate glasses nucleation in Na₂O–CаO–ZnO–TiO₂–ZrO₂–Al₂O₃–B₂O₃–P₂O₅–SiO₂ system during phase separation have been investigated. It has been established that the presence of drop-shaped nano- and micro-nonuniformities in the structure of calcium silicophosphate glasses substantially affects the glass separation in a precrystallization period, helping intense fine hydroxyapatite crystallization with the crystal size of up to 1 μm after heat treatment.Досліджено наноструктурні зміни на початкових стадіях зародкоутворення в біоактивному кальційсилікофосфатному склі системи Na₂O–CаO–ZnO–TiO₂–ZrO₂–Al₂O₃–B₂O₃–P₂O₅–SiO₂ в процесі фазового розділення. Встановлено, що пристуність краплеподібних нано- і мікронеоднорідностей в структурі кальційсилікофосфатного скла має суттєвий вплив на розшарування скла в докристалізаційному періоді, що сприяє інтенсивній тонко дисперсній кристалізації гідроксиапатиту з розміром кристалів до 1 мкм після термооброблення

Investigation of the effect of heavy metal ions in the composition of glass-composite coatings on pathogenic microorganisms

Mechanism of action of heavy metal ions as denaturing agents in the aspect of environmental safety was analyzed. Selection of heavy metals, in the composition of glass composite coatings, for biocidal protection of steel panels in public places from pathogenic microorganisms and reduction of the environmental load was justified. The effectiveness of the use of cations of zinc, copper and calcium and anions of phosphates and titanates in the preparation of antimicrobial compositional coatings, taking into account their toxicity, was confirmed. That the use of heavy metal ions as biocides in enamelling technology meets the essential requirements of environmental safety in conditions of protection from pathogenic microorganisms has been establishedПроанализирован механизм действия ионов тяжелых металлов как денатурируючих агентов в аспекте экологической безопасности окружающей среды. Обоснован выбор тяжелых металлов, в составе стеклокомпозиционных покрытий, для биоцидного защиты стальных панелей в местах общественного пользования от патогенных микроорганизмов и уменьшения нагрузки на окружающую среду. Подтверждена эффективность использования катионов цинка, меди и кальция и анионов фосфатов и титанатов при получении антимикробных склокомпозицийних покрытий с учетом их токсичности. Установлено, что использование в качестве биоцидов ионов тяжелых металлов в технологии эмалирования отвечает насущным требованиям экологической безопасности в условиях защиты от патогенных микроорганизмовПроаналізовано механізм дії іонів важких металів як денатурируючих агентів в аспекті екологічної безпеки навколишнього середовища. Обґрунтовано вибір важких металів, у складі склокомпозиційних покриттів, для біоцидного захисту сталевих панелей в місцях громадського користування від патогенних мікроорганізмів та зменшення навантаження на навколишне середовище. Підтверджена ефективність використання катіонів цинку, купруму і кальцію та аніонів фосфатів та титанатів при одержанні антимікробних склокомпозиційних покриттів з урахуванням їх токсичності. Встановлено, що використання як біоцидів іонів важких металів в технології емалювання відповідає нагальним вимогам екологічної безпеки в умовах захисту від патогенних мікроорганізмів

Effect of nucleation mechanism on the structure of polyfunctional calcium phosphate glass materials

Effect of the nucleation mechanism on structure of polyfunctional calcium silicophosphate glass materials has been studied. It has been established that the structure differentiation via liquation mechanism with formation of the nanoscale spherical nonuniformities within microbeads and consequent structure arrangement prove the ides studied materials with glass-crystalline structure during thermal treatment. Provision of fine volume crystallization of carbon-hydroxyapatite in the structure of materials with the crystal size of about 1 μm allows obtaining bioactive glass materials and coatings for bone implants with mechanical properties that allow their application on loaded areas of a bone

Research of formation of apatite-like layer on the surface of glass-ceramic coatings for dental implants

The prospects of application of calcium phosphate-silicate coatings on titanium alloys for dental implantology have been analyzed. The calcium silicophosphate glass was developed in the system R₂O-RO-CaF₂-R₂O₃-P₂O₅-SiO₂ and it was obtained using a scraper technology under low temperature short-term thermal treatment of glass-crystalline titanium coatings with given mechanical and thermal properties. Solubility of glass-crystalline coatings in distilled water and physiological fluids was investigated. The peculiarities of forming the apatite-like mineralized layer on the surface of calcium phosphate silicate coatings in vitro for one month, in connection with the pH of the solution and leaching of calcium and phosphate cations in distilled water, are formulated. The obtained physicochemical and microbiological data can be used for the development of bioactive glass-crystalline coatings for titanium alloys with a shorter term for resorption, for dental endoprosthetics