Hydrolytic instability of laser-ablatively deposited CaSi2 coatings in air and neutral water affects the behavior of bone healing-related cell types

Abstract

Nestabilita silicidu vápenatého (CaSi2) ve vlhkém vzduchu nebo pH-neutrální vodě zůstává neznámá, ačkoli topochemická tvorba silicenu z CaSi2 v různých vodných fázích je dobře známý proces. Zde referujeme o laserové ablaci CaSi2 ve vakuu a etanolu, charakterizujeme povlaky nanesené na titanových substrátech pomocí elektronové mikroskopie, rentgenové fotoelektronové, Ramanovy a infračervené spektroskopie a zkoumáme nestabilitu nanesených povlaků ve vlhkém vzduchu a neutrální vodě. Dále zkoumáme chování lidských mezenchymálních stromálních buněk (hMSC), vaskulárních buněk (HUVECS, endoteliální buňky lidské pupečníkové žíly) a makrofágů (odvozených z buněčné linie THP-1) v kontaktu s deponovanými povlaky ponořenými do buněčného kultivačního média. Pozorované výsledky naznačují, že povlaky CaSi2 podléhají topochemické přeměně na silicen, která je doprovázena hydrolytickými reakcemi vedoucími k anorganickým sloučeninám Ca a SiO2, a že odezva všech typů buněk v hydrolyzované povrchové doméně CaSi2 je negativně ovlivněna povahou hydrolytické produkty. Na rozdíl od toho buňky vykazovaly tendenci ke zvýšené biokompatibilitě vůči částicím CaSi2 odstraněným ve vakuu. Výsledky naznačují, že postupy potahování mohou významně ovlivnit výsledky chování buněk.