Ультрананокристаллические алмазные покрытия обладают механическими и биологическими свойствами, которые позволяют использовать их для активации миграции эпидермических клеток к поверхности подкожных имплантатов, применяемых в клинической и зубоврачебной практике. В этом случае биологическая совместимость играет основную роль в предупреждении заражений, которые часто приводят к необходимости преждевременного удаления имплантата.

Исследования показали, что

микропористые мембраны помогают миграции эпидермических клеток, способствуя формированию защитного слоя, спасающего от воздействия микроорганизмов и тем самым удлиняющего срок службы имплантатов.

Рис. 1. Мембраны из нанопористого анодированного оксида алюминия, покрытого ультрананокристаллическими алмазными плёнками (микрофотография Argonne National Laboratory).

В Аргоннской национальной лаборатории (США) попробовали совместить столь нужные свойства пористых мембран и тонких алмазных плёнок.

Исследователи покрыли микропористые мембраны нитрида кремния конформными сверхтонкими (~150 нм) нанокристаллическими алмазными плёнками, используя для этого активированный микроволновой плазмой метод химического осаждения из газовой фазы (CVD).

Получившиеся мембраны обладали не только необходимой пористой структурой, но и исключительными механическими и биологическими свойствами (в последнем случае речь идёт о высокой биологической совместимости таких мембран). Кроме того, учёные показали, что

тот же подход работает и для мембран из нанопористого анодированного оксида алюминия. Покрытие этого материала ультрананокристаллической алмазной плёнкой уменьшает исходный размер пор до 30–50 нм.

Для изучения пористой структуры и химического связывания в получившихся мембранах использовались сканирующая электронная микроскопия и рамановская спектроскопия.

Рост эпидермических клеток человека на поверхностях, покрытых алмазными плёнками микропористых мембран из нитрида кремния, оценивался с помощью MTT-метода, при котором определяется скорость метаболизма 3-(4,5,–диметилтиазол-2-ил)-2,5–дифенилтетразолиум бромида клетками (по исчезновению характерной пурпурной окраски).

Оказалось, что

обе мембраны продемонстрировали значительное увеличение роста эпидермических клеток благодаря своей пористости, причём наличие ультрананокристаллического алмазного покрытия никоим образом не отражалось на жизнеспособности эпидермических кератиноцитов — клеток, синтезирующих кератин. Таким образом,

благодаря исключительным химическим и механическим свойствам ультрананокристаллические алмазные плёнки, как ожидается, принципиально увеличат стабильность интерфейса между живыми тканями и имплантатом в сравнении с «голым» нитридом кремния.

Более подробно о результатах исследования можно узнать из Journal of the Minerals, Metals and Materials Society.