Порiвняльна фiзико-хiмiчна стабiльнiсть порошкiв на основi залiза рiзного фазового складу та дисперсностi в неорганiчних та бiологiчних середовищах живого органiзму

Abstract

Проведено порiвняльне дослiдження взаємодiї порошкiв на основi залiза рiзного фазового складу з модельними бiологiчними середовищами в експериментi in vitro. Дослiджувалися порошки фазового складу (% (мас.)) 93 — α-Fe+7 — Fe₃O₄, 20 — α-Fe+80 — Fe₃O₄, чистого α-Fe крупно- та дрiбнодисперсного. Як бiологiчне середовище використовувалася плазма кровi людини, як неорганiчне середовище — дистильована вода (pH 7,0); водний розчин гiдроксиду натрiю (pH 7,4). Одержанi данi засвiдчують, що збiльшення вмiсту фази α-Fe у порошках, яка легко зв’язується з бiлками кровi (феритином i трансферином), пiдвищує iнтенсивнiсть їх взаємодiї з середовищами, якi мiстять плазму кровi. У крупнодисперсних же порошках марки ПЖРВ 3.200.26 i карбонiльного залiза переважають процеси корозiї з утворенням гiдратних форм оксидiв залiза. На основi експериментальних даних зроблено висновок про стабiльнiсть порошкiв Fe₃O₄ як у водних середовищах, так i в тих, що мiстять плазму кровi, порiвняно з порошками α-залiза. Таким чином, змiнюючи технологiчнi умови синтезу порошкiв на основi залiза, можна одержувати порошки з комплексом фiзико-хiмiчних властивостей (фазовий склад, висока питома поверхня, хiмiчна стiйкiсть у плазмi кровi й тканиннiй рiдинi, необхiдних для їх використання у медичних цiлях.

Проведено сравнительное исследование взаимодействия порошков на основе железа различного фазового состава с биологическими средами живого организма в эксперименте in vitro. Исследовали порошки фазового состава (% (мас.)) 93 — α-Fe+7 — Fe₃O₄, 20 — α-Fe+80 — Fe₃O₄, чистого α-Fe крупно- и мелкодисперсного. В качестве биологических сред использовали плазму крови человека, а в качестве неорганических сред — дистиллированную воду (pH 7,0), водный раствор гидроксида натрия (pH 7,4). Полученные данные свидетельствуют о том, что с увеличением содержания фазы α- Fe в порошках, которая легко связывается с белками крови (ферритином и трансферрином), повышается интенсивность их взаимодействия со средами, содержащими плазму крови. На основе экспериментальных данных сделан вывод о стабильности порошков Fe₃O₄ как в водных средах, так и в тех, которые содержат плазму крови, по сравнению с порошками α-Fe. В крупнодисперсных же порошках марки ПЖРВ 3.200.26 и карбонильного железа преобладают процессы коррозии с образованием гидратных форм оксидов железа. Таким образом, изменяя технологические условия синтеза порошков на основе железа, можно получать порошки с комплексом физико-химических свойств (фазовый состав, высокая удельная поверхность, химическая стойкость в плазме крови и тканевой жидкости), необходимых для их использования в медицинских целях.

A comparative investigation of the interaction of iron-based powders of various phase compositions with model biological media in an in vitro experiment has been performed. Pure coarse and fine -Fe powders, and powders of the phase compositions (mass %) 93α-Fe+7Fe₃O₄ and 20α-Fe+80Fe₃O₄, have been investigated. As a biological medium, blood plasma was used, and, as inorganic media, distilled water (pH 7.0), a 0.01 N aqueous solution of hydrochloric acid (pH 2.0), and aqueous solution of sodium hydroxide (pH 7.4) were chosen. The obtained data indicate that an increase in the content of the α-Fe phase in the two-phase powders, which combines readily with blood proteins (ferritin and transferrin) increases the intensity of their interaction with the media containing blood plasma. In coarse PZhRV 3.200.26 iron powder and carbonyl iron powder, corrosion processes with the formation of hydrate forms of iron oxides dominate. On the basis of experimental data, it has been concluded that Fe₃O₄ powders are stable as compared with α-iron powders both in aqueous media and in media containing blood plasma. Thus, changing the technological conditions of synthesis of iron-based powders, one can obtain powders with a complex of physico-chemical characteristics (phase composition, high specific surface area, chemical stability in blood plasma and tissue fluid) that are necessary for using them for medical purposes.