Nanoarchitectonics of Pro-Degradative Coating to Enhance Iron Corrosion Behavior and Biosafety for Bioresorbable Cardiovascular Stents
Kontrolowanie zarówno szybkości resorpcji, jak i generacji reaktywnych form tlenu (ROS) w biodegradowalnym żelazie (Fe) pozostaje kluczowym wyzwaniem w projektowaniu resorbowalnych stentów sercowo-naczyniowych. W niniejszej pracy przedstawiono nowatorską strategię nanoinżynierii powierzchni, umożliwiającą jednoczesne przyspieszenie korozji Fe oraz ograniczenie powstawania ROS, bez modyfikacji objętościowego materiału żelaza.
Zastosowano reakcję soli diazoniowych aryli (4-cyjanobenzenodiazoniowy tetrafluoroboran, DCN) do wytworzenia stabilnych poliarylowych warstw pośrednich, które umożliwiają zatrzymanie nanocząstek złota (Au NPs) na powierzchni Fe, tworząc nanoskalowe ogniwa galwaniczne oraz centra katalityczne. Analizy elektrochemiczne wykazały, że powłoka zwiększa całkowitą szybkość korozji Fe, jednocześnie przesuwając katodową reakcję redukcji tlenu w kierunku czteroelektronowego szlaku, co prowadzi do ograniczenia powstawania nadtlenków oraz rodników hydroksylowych OH•. Mechanizm ten potwierdzono znacznym obniżeniem zawartości OH• w teście z użyciem sondy tereftalanowej. Pomiary korozyjne wskazują na wyraźne i kontrolowalne zwiększenie szybkości degradacji w porównaniu z czystym Fe, a analizy spektroskopowe i mikroskopowe po ekspozycji korozyjnej potwierdzają trwałość nanocząstek Au, co przypisano oddziaływaniom atomowym Fe–FeO–Au oraz ich zakotwiczeniu w warstwie poliarylowej pochodzącej z DCN. Hodowle komórek śródbłonka wykazują korzystną adhezję i żywotność komórek, co potwierdza cytokompatybilność zmodyfikowanej powierzchni. Opracowany mechanizm sterowany chemią powierzchni stanowi ogólną zasadę umożliwiającą kontrolę szybkości oraz ścieżki biodegradacji żelaza, oferując prostą drogę do bezpieczniejszych i szybciej resorbowalnych stentów na bazie Fe.
Artykuł:
ACS Applied Materials & Interfaces
Autorzy z PW:
Witold Chromiński, Piotr Wieciński
Dyscyplina:
Rok wydania: