Композитные покрытия на основе диатомита и тугоплавких оксидов ZrO2 и TiO2 на магниевом сплаве, полученные методом микродугового оксидирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Кашин Александр Даниилович

• Кашин Александр Даниилович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Кашин Александр Даниилович

Введение

1 Научные и практические достижения в области биопокрытий на металлических имплантатах

1.1 Классификация материалов медицинского назначения

1.2 Металлы и сплавы для медицинских имплантатов

1.2.1 Биоинертные металлы и сплавы медицинского назначения

1.2.2 Биорезорбируемые металлы - магний и его сплавы

1.3 Биопокрытия медицинских имплантатов

1.3.1 Кальций-фосфатные биопокрытия

1.3.2 Силикатные биопокрытия

1.3.3 Композитные биопокрытия

1.4 Формирование биопокрытий методом микродугового оксидирования, влияние параметров процесса и составов электролитов на свойства покрытий

1.4.1 Механизм формирования покрытий методом микродугового оксидирования

1.4.2 Влияние состава электролита и параметров процесса микродугового оксидирования на структуру и свойства формируемых микродуговых покрытий

1.5 Постановка цели и задач исследования

2 Материалы, методы и методология исследования

2.1 Характеристика исходных материалов

2.2 Методика нанесения биопокрытий методом микродугового оксидирования на образцы магниевого сплава

2.2.1 Методика обработки покрытий с использованием низкоэнергетических сильноточных электронных пучков

2.3 Методы исследования микродуговых биопокрытий на магниевом сплаве

2.3.1 Контактная профилометрия

2.3.2 Сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионная спектроскопия

2.3.3 Рентгенофазовый анализ

2.3.4 Скретч-тестирование

2.3.5 Потенциодинамический метод измерения электрохимических характеристик покрытий

2.3.6 Просвечивающая электронная микроскопия

2.3.7 Измерение микротвёрдости и модуля упругости покрытий по методу Виккерса

2.3.8 Методика определения скорости биорезорбции образцов в модельных биологических жидкостях

2.3.9 Методика определения цитотоксичности покрытий (МТТ-тест и проточная цитометрия)

2.4 Методология диссертационного исследования

3 Исследование структуры и свойств микродуговых покрытий на основе диатомита на магниевом сплаве

3.1 Обоснование выбора диатомита в качестве исходного материала для формирования покрытий

3.2 Формирование диатомитовых покрытий методом микродугового оксидирования

3.3 Микроструктура поверхности диатомитовых покрытий

3.4 Внутренняя структура покрытий

3.5 Элементный и фазовый составы покрытий

3.6 Механические свойства диатомитовых покрытий

3.7 Электрохимические и биокоррозионные свойства диатомитовых покрытий

3.7.1 Выдерживание образцов диатомитовых покрытий в SBF-растворе

3.8 Исследование in vitro цитотоксичности диатомитовых покрытий

3.9 Выводы по главе

4 Исследование структуры и свойств микродуговых композитных покрытий на основе диатомита и частиц 7г02 и ТЮ2 на магниевом сплаве

4.1 Толщина, шероховатость и топография поверхности покрытий на основе диатомита с частицами 7г02 и ТЮ2

4.2 Микроструктура поверхности и внутренняя структура 7Ю2- и ТЮ2-содержащих покрытий на основе диатомита

4.3 Элементный анализ 7г02- и ТЮ2-содержащих покрытий на основе диатомита

4.4 Рентгенофазовый анализ 7г02- и ТЮ2-содержащих покрытий на основе диатомита

4.6 Механические свойства 7г02- и ТЮ2-содержащих покрытий на основе диатомита

4.7 Электрохимические свойства композитных 7г02- и ТЮ2-содержащих покрытий на основе диатомита

4.8 Цитотоксические свойства композитных 7Ю2 и ТЮ2 содержащих покрытий на основе диатомита

4.9 Сравнительный анализ свойств покрытий на основе диатомита и композитных покрытий с 7г02 и ТЮ2

4.10 Выводы по главе

5 Исследование структуры и свойств микродуговых покрытий на основе диатомита и композитных покрытий с частицами 7г02, подвергнутых импульсному электронному облучению

5.1 Поверхностная модификация покрытий на основе диатомита с помощью обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.1.1 Микроструктура поверхности и внутренняя структура покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.1.2 Элементный и фазовый составы покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.1.3 Адгезионные свойства композитных покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.1.4 Электрохимические и биологические свойства покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2 Поверхностная модификация композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита с помощью обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2.1 Микростурктура поверхности и внутренняя структура композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2.2 Элементный и фазовый составы композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2.3 Адгезионные свойства композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2.4 Электрохимические свойства композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.2.5 Цитотоксические свойства композитных 7г02-содержащих покрытий на основе диатомита после обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками

5.3 Выводы по главе

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А Титульный лист патента на изобретение №

Приложение Б Титульный лист патента на изобретение №

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композитные покрытия на основе диатомита и тугоплавких оксидов ZrO2 и TiO2 на магниевом сплаве, полученные методом микродугового оксидирования»

Введение

Актуальность темы. Важным направлением современного медицинского материаловедения является разработка новых биосовместимых материалов с особыми функциональными свойствами. Биорезорбируемые магниевые сплавы обладают значительными преимуществами в качестве ортопедических

-5

биоматериалов, такими как низкая плотность (1,74 г/см3), а также модуль упругости (-40-45 ГПа), сопоставимый с модулем упругости кортикальной кости. К основным недостаткам сплавов магния можно отнести их низкую устойчивость к коррозионным процессам, в особенности при воздействии механических нагрузок. Одним из наиболее эффективных способов улучшения коррозионной стойкости и способности к остеоинтеграции сплавов магния является модификация их поверхности путем нанесения функциональных покрытий. В настоящее время метод микродугового оксидирования (МДО) представляет собой наиболее перспективный и технологичный метод обработки поверхности металлов вентильной группы (Л1, Mg, Т1, Ta, 7г и др.). Преимуществом данного метода является возможность получения однородных покрытий на металлических изделиях сложной геометрической формы.

Наиболее распространёнными материалами для создания биопокрытий на поверхности магниевых сплавов являются ортофосфаты кальция, такие как гидроксиапатит, трикальцийфосфат и др., вследствие близости их минералогического и химического состава к природной кости. Однако, недавние исследования показали, что соединения, содержащие кремний, также активизируют процессы остеогенеза. Отмечено, что ионы Si4+ оказывают существенное воздействие на биологический метаболизм клеток остеобластов, играющих важную роль в процессе заживления костей и минерализации коллагена. В отечественной и зарубежной литературе имеются единичные публикации, посвященные разработке и исследованию биоматериалов на основе силикатов. В связи с этим, актуальными являются исследования, направленные на разработку и изучение композитных микродуговых покрытий на основе

кремнезёмсодержащего материала и тугоплавких оксидов циркония (7Ю2) и титана (ТЮ2).

Кроме того, для обеспечения прочности, коррозионной стойкости и структурной стабильности образцов магниевых имплантатов с покрытиями, в работе реализована поверхностная модификация покрытий методом обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками (НСЭП).

Исследования, посвящённые созданию и изучению закономерностей формирования композитных микродуговых покрытий на основе аморфного кремнезёмсодержащего материала - диатомита и тугоплавких оксидов 7г02 и ТЮ2, а также их поверхностной обработке низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками, являются новыми и актуальными.

Степень разработанности темы исследования. Первые исследования, посвящённые применению метода микродугового оксидирования для создания покрытий на металлах вентильной группы, были проведены в 70-х годах XX века. Среди них можно выделить работы новосибирских учёных под руководством Г.А. Маркова. Большой вклад в развитие данной научной тематики внесли такие учёные как И.В. Суминов, А.В. Эпельфельд, А.И. Мамаев. В настоящее время исследования по созданию микродуговых покрытий, в том числе и биопокрытий, активно ведутся различными научными группами: в ИХ ДВО РАН под руководством С.В. Гнеденкова, г. Владивосток, в Уфимском университете науки и технологий (Е.В. Парфенов), г. Уфа, в НИТУ МИСИС (А.Г. Ракоч), г. Москва, в Тольяттинском государственном университете (А.В. Полунин), г. Тольятти, в Томском политехническом университете (С.И. Твердохлебов, В.П. Игнатов), г. Томск, а также зарубежными учёными из Японии, Китая, Англии, США и Германии.

За последние десятилетия было проведено множество исследований в сфере разработки защитных и биосовместимых покрытий, получаемых методом микродугового оксидирования. В настоящее время продолжается активное исследование микродуговых покрытий в контексте улучшения защитных свойств и биосовместимости ортопедических имплантатов. Несмотря на немалое

количество публикаций, связанных с исследованием традиционных для метода МДО кальций-фосфатных покрытий, малоизученными остаются микродуговые покрытия на основе силикатных соединений, в особенности природного происхождения. Результатов исследований по созданию композитных покрытий на основе аморфного кремнезёмсодержащего сырья - диатомита и тугоплавких оксидов в научной литературе не встречается.

Цель работы - разработка композитных микродуговых покрытий на основе диатомита и тугоплавких оксидов 7г02 и ТЮ2 на поверхности биорезорбируемого магниевого сплава МА2-1пч с последующей их модификацией посредством обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками.

Задачи работы:

1. Разработка составов электролитов, определение параметров процесса микродугового оксидирования для создания покрытий на основе диатомита, а также композитных покрытий на основе диатомита и частиц 7г02 и ТЮ2 на поверхности магниевого сплава МА2-1пч.

2. Нанесение покрытий на основе диатомита и композитных покрытий на основе диатомита и частиц 7г02 и ТЮ2 на поверхность магниевого сплава МА2-1пч. Исследование влияния напряжения процесса МДО на состав, структуру и свойства покрытий.

3. Установление зависимости влияния тугоплавких частиц 7Ю2 и ТЮ2 на структуру, физико-механические и коррозионные свойства композитных покрытий.

4. Определение биологических свойств покрытий на основе диатомита и композитных покрытий с частицами 7Ю2 и ТЮ2.

5. Модификация покрытий на основе диатомита и композитных покрытий с частицами тугоплавких оксидов на магниевом сплаве МА2-1пч посредством низкоэнергетических сильноточных электронных пучков.

6. Установление зависимости влияния плотности энергии низкоэнергетических сильноточных электронных пучков на формирование

структуры, фазового состава, физико-химические, коррозионные, адгезионные и биологические свойства композитных микродуговых покрытий.

Научная новизна:

1. Впервые установлено, что аморфно-кристаллическая пористая структура с основной кристаллической фазой - форстеритом (Mg2Si04), и градиентом пористости по толщине формируется в покрытиях на основе активного кремнезёмсодержащего материала - природного диатомита, на поверхности магниевого сплава МА2-1пч, в процессе микродугового оксидирования в щелочном электролите, содержащем 10 г/л порошка диатомита, при напряжении процесса 350-500 В.

2. Впервые получены композитные покрытия на основе диатомита и частиц тугоплавких оксидов, с аморфно-кристаллической матрицей и равномерно распределёнными частицами 7г02 и ТЮ2, методом микродугового оксидирования на магниевом сплаве МА2-1пч в щелочных электролитах, при содержании диатомита 10 г/л и 7г02 10 г/л, а также при содержании диатомита 10 г/л и ТЮ2 10 г/л, при напряжении процесса 350-500 В. Основной кристаллической фазой в покрытиях с ТЮ2 является форстерит (45% при содержании оксида титана 15%), а в покрытиях с 7г02 - моноклинный диоксид циркония (65%).

3. Установлено, что за счёт образования более плотной внутренней структуры покрытия с частицами ТЮ2 характеризуются более высокой адгезионной прочностью, коррозионной стойкостью и биоактивностью по сравнению с покрытиями с частицами 7г02, поскольку для них значение критической нагрузки при скретч-тестировании в 2,4 раза выше, значения микротвердости в 5 раз выше, значение поляризационного сопротивления при коррозии в 10 раз выше, количество жизнеспособных клеток МН/3Т3 на 10 % выше, чем для покрытий с добавлением частиц 7г02.

4. Установлено, что микродуговые покрытия на основе диатомита и композитные покрытия на основе диатомита с частицами 7г02, поверхностно модифицированные посредством воздействия низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плотностью энергии, равной 2,5-7,5 Дж/см2, и количеством

импульсов, равном 5, обладают повышенной адгезионной прочностью, микротвёрдостью и коррозионной стойкостью за счёт расплавления частиц в покрытиях и формирования монолитной структуры.

Теоретическая значимость заключается в развитии представлений о формировании композитных покрытий на основе активного аморфного кремнезёмсодержащего материала - диатомита, и тугоплавких оксидов 7г02 и ТЮ2 на поверхности биорезорбируемого магниевого сплава МА2-1пч методом микродугового оксидирования. Под действием микродуговых разрядов происходит плавление диатомита, взаимодействие его с материалом подложки -магнием, и формирование аморфно-кристаллической матрицы покрытия с основной кристаллической фазой - форстеритом. При введении частиц 7г02 и ТЮ2 структура покрытий меняется на композитную с аморфно-кристаллической матрицей и равномерно распределёнными в ней частицами тугоплавких оксидов, что позволяет повысить коррозионную стойкость покрытий и увеличить их адгезионную прочность. Получены новые данные о влияния обработки низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками на структуру и функциональные свойства композитных микродуговых покрытий.

Практическая значимость. Разработаны составы и способы получения микродуговых покрытий на основе диатомита и композитных покрытий с добавлением тугоплавких оксидов циркония и титана с требуемыми механическими, коррозионными и биосовместимыми свойствами.

Покрытия обладают следующими характеристиками. Критическая нагрузка при скретч-тестировании для покрытий с частицами 7г02 и ТЮ2 составила 14,8 Н и 35,2 Н, а микротвердость - 100 МПа и 550 МПа, соответственно. Значение

7 2

поляризационного сопротивления при коррозии составило 6,34*10 Ом-см и

8 2

1,41*10 Ом-см , для покрытий с частицами 7Ю2 и ТЮ2, соответственно. Количество жизнеспособных клеток МН/3Т3 после культивирования с экстрактами покрытий с добавлением частиц 7г02 и ТЮ2 составило 88% и 98%, соответственно.

Разработан способ поверхностной модификации микродуговых покрытий посредством воздействия низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плотностью энергии 2,5-7,5 Дж/см2 и количеством импульсов, равном 5,

позволяющий снизить плотность тока коррозии покрытий на основе диатомита и

10 8 2

с частицами 7г02 до 4,6*10- и 1,1*10- А/см , соответственно, и увеличить критическую нагрузку при скретч-тестировании до 18,8 Н и 19,2 Н, соответственно, и тем самым улучшить коррозионные и адгезионные свойства покрытий.

Новизна практических решений подтверждается патентами:

- патент на изобретение № RU 2779076 С1 «Способ получения модифицированного биопокрытия из диатомита с микрочастицами диоксида циркония на имплантате из магниевого сплава», Седельникова М.Б., Кашин А.Д., Шаркеев Ю.П., Бакина О.В., Уваркин П.В., Лугинин Н.А. / патентообладатель ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. - опубл. 31.08.2022;

- патент на изобретение № Яи 2807878 С1 «Способ получения микродугового биопокрытия из диатомита, модифицированного импульсным электронным облучением, на имплантате из магниевого сплава», Седельникова М.Б., Кашин А.Д., Иванов К.В., Шаркеев Ю.П., Бакина О.В., Уваркин П.В., Лугинин Н.А. / патентообладатель ФГБУН Институт физики прочности и материаловедения СО РАН. - опубл. 21.11.2023.

Методы исследования. Для изучения структуры и свойств композитных микродуговых покрытий на основе диатомита и частиц тугоплавких оксидов в представленной работе применяли современные методы исследования, такие как контактная профилометрия, скретч-тестирование, рентгеноструктурный анализ, оптическая микроскопия, сканирующая (растровая) электронная микроскопия, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, потенциодинамический поляризационный тест, инструментальное индентирование по Виккерсу, иммерсионный анализ с использованием модельных биологических жидкостей.

Методология работы. В основу методологии диссертационной работы положена рабочая гипотеза о том, что использование активного аморфного кремнезёма - диатомита, предполагает образование силикатов магния при его взаимодействии с магниевой подложкой в процессе микродугового оксидирования, что позволяет применять диатомит в сочетании с тугоплавкими оксидами 7г02 и ТЮ2 для формирования композитных микродуговых покрытий с улучшенными прочностными и коррозионными свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Аморфно-кристаллическое покрытие с градиентом пористости и основной кристаллической фазой - форстеритом формируется при взаимодействии аморфного кремнезёма - диатомита с материалом подложки -магнием, в процессе микродугового оксидирования при напряжении 350-500 В. Покрытие характеризуется следующими свойствами: адгезионная прочность 10 Н,

о Л

микротвёрдость 150 МПа, плотность тока коррозии 7,6*10- А/см .

2. Покрытия с композитной структурой формируются в процессе микродугового оксидирования при введении частиц 7Ю2 и ТЮ2 в композиции с диатомитом. Введение частиц ТЮ2 позволяет в 10 раз повысить поляризационное сопротивление при коррозии, увеличить критическую нагрузку при скретч-тестировании в 2,4 раза и микротвердость в 5 раз по сравнению с покрытиями с частицами 7Ю2 за счёт образования монолитной внутренней структуры со сфероидальными порами.

3. Под воздействием низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плотностью энергии 5 Дж/см2 в покрытиях на основе диатомита и композитных покрытий с частицами 7Ю2 формируется более плотная структура, при этом плотность тока коррозии обработанных покрытий снижается до 4,6*10-10

о Л

и 1,1*10- А/см для диатомитовых и 7Ю2-содержащих покрытий, соответственно, а критическая нагрузка при скретч-тестировании увеличивается до 17,1 и 18,3 Н, соответственно.

Достоверность полученных в ходе исследования экспериментальных данных и обоснованность положений и выводов, выносимых на защиту,

обеспечена использованием современных методов анализа структуры, морфологии, фазового состава и физико-механических свойств материалов, использованием современного аттестованного оборудования (сканирующий электронный микроскоп LEO EVO 50 (Zeiss AG, Германия), просвечивающий электронный микроскоп JEM-2100 (Jeol Ltd., Япония), Дифрактометр ДРОН-7 (ИЦ «Буревестник», Россия)) статистической обработкой измерений, согласованностью полученных результатов с литературными данными.

Апробация работы. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, были апробированы на следующих всероссийских и международных конференциях: «Физическая мезомеханика материалов. Физические принципы формирования многоуровневой структуры и механизмы нелинейного поведения» (Томск, 2022), «BioMaH - Biomaterials and Novel Technologies for Healthcare, 3rd International Conference» (Рим, Италия, 2022 (дистанционно)), «Recent Advances in Science and Technology. Современные достижения в естественных и технических науках (RAST-2022)» (Томск, 2022), XIII МНПК «Инновационные технологии в машиностроении» (Юрга, 2022), «The 8th Asian Symposium on Advanced Materials» (ASAM-8) (Новосибирск, 2023), Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2023), XXI Международная конференция «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2024), Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2024), XIII Всероссийская конференция с международным участием «Химия твердого тела и функциональные материалы» (Санкт-Петербург, 2024).

Личный вклад автора состоял в непосредственном участии в постановке цели и задач исследования, подготовке образцов Mg сплава для нанесения покрытий, нанесении покрытий методом микродугового оксидирования, проведении экспериментальных исследований методами сканирующей

(растровой) электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии, организации и проведении экспериментов, анализе и интерпретации полученных экспериментальных данных, подготовке и публикации научных статей по теме диссертации, активном участии в конференциях и семинарах.

Диссертационная работа выполнена в рамках государственного задания Б'^К'^2021-0007 «Научные основы создания функциональных покрытий и объемных наноструктурных материалов биомедицинского назначения с использованием аддитивных технологий, композиций гетерофазных наночастиц с полимерами и объемных нанокристаллических псевдосплавов» (2021-2025 гг.). Исследования по диссертационной работе также выполнены при поддержке Российского Научного Фонда, проект № 23-29-00141 «Многофункциональные композиционные покрытия на магниевом сплаве на основе природного диатомита и частиц тугоплавких оксидов, модифицированные методом импульсного электронного облучения» (2023-2024 гг.).

Структура и объём диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 190 источников, двух приложений. Работа изложена на 177 страницах, содержит 65 рисунков, 24 таблицы и 7 формул.

1 Научные и практические достижения в области биопокрытий на

металлических имплантатах

1.1 Классификация материалов медицинского назначения

В современном обществе за последние десятилетия наблюдается значительное увеличение случаев повреждений и заболеваний костно-мышечной системы. Одной из перспективных областей является создание биоматериалов, предназначенных для реконструкции и замены поврежденных органов и тканей, таких как кожа, мышцы, кровеносные сосуды, нервные волокна и кость. Биоматериалы определяются как материалы, спроектированные для взаимодействия с биологическими системами с целью оценки, лечения, восстановления или замены тканей, органов или функций организма [1].

Важные характеристики биоматериалов включают их химическую стабильность (отсутствие нежелательных химических реакций с тканями и интерстициальной жидкостью), механическую прочность (устойчивость к растрескиванию, истиранию, усталостному разрушению) и биологическую совместимость (отсутствие иммунного ответа, способность стимулировать регенерацию костных тканей).

В зависимости от взаимодействия с тканями и внеклеточным матриксом материалы для имплантатов можно подразделить на две основные категории: биологически толерантные и биологически совместимые. Биотолерантные материалы характеризуются устойчивостью к воздействию внутренней среды организма. К таким материалам относятся кобальтохромовые сплавы, а также ряд нержавеющих сталей [2, 3, 4, 5, 6]. При имплантации данного вида материалов между поверхностью имплантата и окружающими тканями образуется соединительнотканная прослойка (фиброзная ткань), состоящая из коллагена, белков и полисахаридов, в связи с чем процесс приживления имплантата происходит по механизму фиброостеоинтеграции [7, 8]. Однако, в современной ортопедической хирургии биотолерантные материалы используются крайне редко, поскольку остаётся высоким риск развития послеоперационных

патологических процессов, в частности металлоза - диффундирования частиц имплантируемого материала в окружающие ткани вследствие его коррозии или механического истирания [9, 10].

Биосовместимые материалы подразделяются, в свою очередь, на биоинертные и биоактивные. Биоинертными считаются материалы, не участвующие в метаболических процессах и не резорбирующиеся организмом на протяжении всего периода имплантации. У данного вида материалов отсутствует какое-либо токсическое воздействие на окружающие ткани. Формирование костного матрикса происходит при прямом контакте с имплантатом (без образования инкапсулирующего фиброзного слоя). К биоинертным материалам можно отнести титан и его сплавы, тантал, цирконий, керамики на основе оксидов алюминия (А1203), циркония ^г02) и др. [11, 12, 13, 14]. На сегодняшний день титан и сплавы на его основе являются самыми широко применяемыми биоинертными материалами для изготовления имплантируемых устройств и систем [15].

Биоактивные материалы представляют собой класс материалов, способствующих активному взаимодействию поверхности имплантата с окружающими тканями, а также стимуляции регенеративных процессов и образованию новой костной ткани. Данный вид материалов характеризуется способностью инициировать образование прочных химических связей на интерфейсе «поверхность имплантата - костный матрикс», что обеспечивает устойчивое приживление имплантата и интенсификацию процессов остеоинтеграции. В свою очередь, биоактивные материалы можно условно подразделить на две категории: остеокондуктивные и остеоиндуктивные. Остеокондуктивные материалы стимулируют адгезию, пролиферацию и последующую дифференцировку малодифференцированных клеток в остеобласты и тем самым интенсифицируют образование новой костной ткани. Остеоиндуктивные материалы содержат биологически активные вещества, которые инициируют дифференцировку реципиентных клеток (недифференцированных стволовых клеток мезенхимального происхождения или

клеток-предшественников остеобластов) в остеобласты [16]. Наиболее широко применяемыми биоактивными материалами для производства ортопедических имплантатов являются керамики на основе кальций-фосфатных соединений, в частности ортофосфата кальция (трикальцийфосфат (ТКФ) - Са3(Р04)2) и гидроксиапатита ((ГА) - Са10(Р04)6(0Н)2). Также в контексте биологически активных материалов следует упомянуть и биостёкла на основе диоксида кремния, обладающие способностью индуцировать формирование новой костной ткани вокруг имплантата посредством образования слоя карбонизированного гидроксиапатита и активации эндогенной реминерализации повреждённой ткани [17, 18, 19].

В рамках представленной диссертационной работы отдельно следует отметить классификацию биоматериалов по характеру их поведения в организме на протяжении длительного периода времени. В данной классификации можно выделить две основные группы биоматериалов: биоустойчивые, сохраняющие свои структуру и эксплуатационные характеристики в организме человека на протяжении длительного времени без значительных изменений, и биорезорбируемые - обладающие способностью постепенно разлагаться и резорбироваться без выделения токсичных для организма элементов.

К биоустойчивым материалам можно отнести нержавеющие стали, титан и его сплавы, поскольку они обладают высокой механической прочностью и устойчивостью к коррозионным процессам, протекающим в организме [5, 15]. Данный вид материалов часто применяется в случаях, когда необходимо обеспечить стабильную поддержку тканей и/или органов на протяжении длительных периодов времени: эндопротезирование суставов, стентирование сосудов.

Биорезорбируемые материалы, напротив, используются в случаях, когда необходима лишь временная фиксация костных тканей в процессе оссификации. После того, как костная ткань регенерирует в нужном объёме, биорезорбируемый имплантат постепенно растворяется и выводится из организма естественными путями, что исключает необходимость проведения повторной хирургической

операции по удалению имплантата. К таким материалам традиционно относят полимеры на основе молочной кислоты (полилактиды) и поликапролактона, а также магний и его сплавы, обладающие уникальными механическими и биологическими свойствами, благодаря чему они получили широкое распространение в качестве биодеградируемого материала для изготовления временных ортопедических имплантатов [20, 21, 22].

В настоящее время, среди значительного многообразия материалов для производства ортопедических имплантатов (различные стали, металлы и их сплавы, биокерамики, полимерные материалы, различного рода композитные системы) наибольшую популярность и, следовательно, частоту применения обрели металлические материалы и сплавы на их основе. Это объясняется рядом факторов, таких как биосовместимость, относительная доступность, высокие показатели химической и механической стабильности, относительная лёгкость в обработке и др.

1.2 Металлы и сплавы для медицинских имплантатов 1.2.1 Биоинертные металлы и сплавы медицинского назначения

Биоинертные металлы и сплавы представляют собой класс материалов, обладающих высокой коррозионной стойкостью и, как правило, механической прочностью, что немаловажно для применения в качестве ортопедических имплантатов. Однако, основной характеристикой данного вида материалов является их биологическая инертность - они практически не взаимодействуют с окружающими тканями в месте имплантации и, следовательно, не нарушают течение естественных биохимических процессов и не вызывают токсических или аллергических реакций в организме. Для использования в ортопедической хирургии наиболее популярными биоинертными металлами являются титан и его сплавы, а также сплавы, содержащие ниобий, золото, цирконий, тантал и др. [11, 12, 13, 14, 23].

На сегодняшний день самым популярным биоинертным материалом для изготовления хирургических имплантатов является титан (Ti), что объясняется его уникальным сочетанием физико-химических и механических свойств, а также относительной экономической доступностью. Технически чистый титан (ВТ1-0; ВТ1-00) сочетает высокие значения прочности (300-600 МПа), пластичности (5 = 10-30%) и модуля упругости (112 ГПа) с малой величиной плотности (р =

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кашин Александр Даниилович, 2026 год

Список использованной литературы

1. Williams D. F. On the nature of biomaterials // Biomaterials. - 2009. - Vol. 30, № 30. - P. 5897-5909.

2. Study of corrosion in biocompatible metals for implants : A review / N. S. Manam, W. S. W. Harun, D. A. Shri [et al.] // Journal of alloys and compounds. - 2017.

- Vol. 701. - P. 698-715.

3. Pilliar R. M. Metallic biomaterials // Biomedical materials. - 2021. - Vol. 11. -P. 1-47.

4. Mechanical properties and corrosion resistance characterization of a novel Co36Fe36Cr18Ni10 high-entropy alloy for bioimplants compared to 316L alloy / H. Wang, P. Liu, X. Chen [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2022. - Vol. 906.

- P. 1-13.

5. Niinomi M. Design and development of metallic biomaterials with biological and mechanical biocompatibility // Journal of Biomedical Materials Research Part A. -2019. - Vol. 107, № 5. - P. 944-954.

6. Попков А. В. Биоактивные имплантаты в травматологии и ортопедии / А. В. Попков, Д. А. Попков. - Иркутск : НЦРВХ СО РАМН, 2012. - 438 с.

7. Choi J. Y. Characteristics of contact and distance osteogenesis around modified implant surfaces in rabbit tibiae / J. Y. Choi, J. H. Sim, I. S. L. Yeo // Journal of Periodontal & Implant Science. - 2017. - Vol. 47, № 3. - P. 182-191.

8. The implant surface and its role in affecting the dynamic processes of bone remodeling by means of distance osteogenesis : A comparative in vivo study / D. G. Thiem, M. Adam, C. Ganz. [et al.] // International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. - 2019. - Vol. 34, № 1. - P. 133-140.

9. Sahan I. Metallosis after knee replacement : a review / I. Sahan, K. Anagnostakos // Archives of orthopaedic and trauma surgery. - 2020. - Vol. 140. - P. 1791-1808.

10. Metallosis after contemporary metal-on-metal total hip arthroplasty : five to nine-year follow-up / P. Korovessis, G. Petsinis, M. Repanti, T. Repantis [et al.] // The Journal of Bone & Joint Surgery. - 2006. - Vol. 88, № 6. - P. 1183-1191.

11. Tschernitschek H. Nonalloyed titanium as a bioinert metal - a review / H. Tschernitschek, L. Borchers, W. Geurtsen // The Journal of Prosthetic Dentistry. -2006. - Vol. 96, № 1. - Art. 12.

12. Sakka S. Mechanical properties of biomaterials based on calcium phosphates and bioinert oxides for applications in biomedicine / S. Sakka, J. Bouaziz, F. B. Ayed // Advances in Biomaterials Science and Biomedical Applications. - London : IntechOpen, 2013. - P. 23-50.

13. Tantalum as a novel biomaterial for bone implant : a literature review / I. Putrantyo, N. Anilbhai, R. Vanjani, B. De Vega [et al.] // Journal of Biomimetics, Biomaterials and Biomedical Engineering. - 2021. - Vol. 52. - P. 55-65.

14. Development of ultrafine-grained and nanostructured bioinert alloys based on titanium, zirconium and niobium and their microstructure, mechanical and biological properties / Y. Sharkeev, A. Eroshenko, E. Legostaeva [et al.] // Metals. - 2022. - Vol. 12, № 7. - P. 1-30.

15. Zhang L. C. A review on biomedical titanium alloys : recent progress and prospect / L. C. Zhang, L. Y. Chen // Advanced engineering materials. - 2019. - Vol. 21, № 4. - P. 1-29.

16. Покровская Е. М. Современные трансплантаты для восстановления костных дефектов в ринологии // Вестник оториноларингологии. - 2015. - Т. 80. -№ 4. - С. 22-26.

17. Jones J. R. Review of bioactive glass : from Hench to hybrids // Acta biomaterialia. - 2013. - Vol. 9, № 1. - P. 4457-4486.

18. Bioactive glass in tissue engineering / M. N. Rahaman, D. E. Day, B. S. Bal [et al.] // Acta biomaterialia. - 2011. - Vol. 7, № 6. - P. 2355-2373.

19. Bioactive glass applications : A literature review of human clinical trials / M. Cannio, D. Bellucci, J. A. Roether [et al.] // Materials. - 2021. - Vol. 14, № 18. - P. 125.

20. Futuristic medical implants using bioresorbable materials and devices / S. Chatterjee, M. Saxena, D. Padmanabhan [et al.] // Biosensors and Bioelectronics. -2019. - Vol. 142. - P. 1-12.

21. A review of bioresorbable implantable medical devices : Materials, fabrication, and implementation / R. Singh, M. J. Bathaei, E. Istif, L. Beker // Advanced Healthcare Materials. - 2020. - Vol. 9, № 18. - P. 1-25.

22. Macromolecular materials / V. Michel, C. Pascal, C. François, L. Jean. -Boca Raton : CRC Press, 2018. - Pt: Bioresorbable plastic materials for bone surgery. -P. 119-142.

23. Gold nanostructures : a class of multifunctional materials for biomedical applications / C. M. Cobley, J. Chen, E. C. Cho [et al.] // Chemical Society Reviews. -2011. - Vol. 40, № 1. - P. 44-56.

24. Лясников В. Н. Материалы и покрытия в медицинской практике / В. Н. Лясников, А. В. Лясникова, Т. Г. Дмитриенко. - Саратов : Научная книга, 2011. -300 с.

25. Total alloplastic temporomandibular joint : proposal for a Total titanium condylar prosthesis with UHMWPE joint fossa design (DARSN TM joint prosthesis) / D. Bhargava, R. S. Neelakandan, V. Dalsingh, Y. Sharma // Acta Scientific Orthopaedics. - 2018. - Vol. 1, № 1. - P. 22-27.

26. Development of a patient-specific temporomandibular joint prosthesis according to the Groningen principle through a cadaver test series / J. Kraeima, B. J. Merema, M. J. H. Witjes, F. K. L. Spijkervet // Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. - 2018. - Vol. 46, № 5. - P. 779-784.

27. A systematic review of the use of titanium versus stainless steel implants for fracture fixation / C. C. Barber, M. Burnham, O. Ojameruaye, M. D. McKee // The Open Access Journal of Orthopaedic Trauma. - 2021. - Vol. 4, № 3. - P. 1-7.

28. Titanium in Medicine : Material Science, Surface Science, Engineering, Biological Responses and Medical Applications / D. M. Brunette, P. Tengvall, M. Textor [et al.]. - Berlin : Springer, 2001. - Pt: Titanium in cardiac and cardiovascular applications. - P. 889-907.

29. A state-of-the-art review of the fabrication and characteristics of titanium and its alloys for biomedical applications / M. Sarraf, E. Rezvani Ghomi, S. Alipour [et al.] // Bio-design and Manufacturing. - 2021. - Vol. 5. - P. 1-25.

30. Complications during removal of stainless steel versus titanium nails used for intramedullary nailing of diaphyseal fractures of the tibia / M. Seyhan, O. Guler, M. Mahirogullari [et al.] // Annals of medicine and surgery. - 2018. - Vol. 26. - P. 38-42.

31. Technical problems and complications in the removal of the less invasive stabilization system / T. Suzuki, W. R. Smith, P. F. Stahel [et al.] // Journal of orthopaedic trauma. - 2010. - Vol. 24, № 6. - P. 369-373.

32. Baskerville S. J. J. Effects of orthopedic implant and host bone properties on stress-shielding induced osteopenia. : diss. ... d-r of Philos. / S. J. J. Baskerville. -Melbourne, 2022. - 253 p.

33. Tsakiris V. Biodegradable Mg alloys for orthopedic implants - A review / V. Tsakiris, C. Tardei, F. M. Clicinschi // Journal of Magnesium and Alloys. - 2021. - Vol. 9, № 6. - P. 1884-1905.

34. Biodegradable magnesium-based implants in orthopedics - a general review and perspectives / J. L. Wang, J. K. Xu, C. Hopkins [et al.] // Advanced science. - 2020. - Vol. 7, № 8. - P. 1-19.

35. Magnesium implants : prospects and challenges / P. Chakraborty Banerjee, S. Al-Saadi, L. Choudhary [et al.] // Materials. - 2019. - Vol. 12, № 1. - P. 1-21.

36. Biodegradable magnesium implants for orthopedic applications / H. Waizy, J. M. Seitz, J. Reifenrath [et al.] // Journal of Materials Science. - 2013. - Vol. 48. - P. 39-50.

37. Recent advances on the development of magnesium alloys for biodegradable implants / Y. Chen, Z. Xu, C. Smith, J. Sankar // Acta biomaterialia. - 2014. - Vol. 10, № 11. - P. 4561-4573.

38. Current status on clinical applications of magnesium-based orthopaedic implants : A review from clinical translational perspective / D. Zhao, F. Witte, F. Lu [et al.] // Biomaterials. - 2017. - Vol. 112. - P. 287-302.

39. Mg bone implant : Features, developments and perspectives / Y. Yang, C. He, E. Dianyu [et al.] // Materials & Design. - 2020. - Vol. 185. - P. 1-18.

40. Savio D. When the total hip replacement fails : A review on the stress-shielding effect / D. Savio, A. Bagno // Processes. - 2022. - Vol. 10, № 3. - P. 1-17.

41. Zhang Q. H. Stress shielding in periprosthetic bone following a total knee replacement : effects of implant material, design and alignment / Q. H. Zhang, A. Cossey, J. Tong // Medical engineering & physics. - 2016. - Vol. 38, № 12. - P. 14811488.

42. Review of magnesium-based biomaterials and their applications / N. Sezer, Z. Evis, S. M. Kayhan [et al.] // Journal of magnesium and alloys. - 2018. - Vol. 6, № 1. -P. 23-43.

43. Effects of extracellular magnesium on the differentiation and function of human osteoclasts / L. Wu, B. J. Luthringer, F. Feyerabend // Acta biomaterialia. -2014. - Vol. 10, № 6. - P. 2843-2854.

44. Effects of extracellular magnesium extract on the proliferation and differentiation of human osteoblasts and osteoclasts in coculture / L. Wu, F. Feyerabend, A. F. Schilling [et al.] // Acta biomaterialia. - 2015. - Vol. 27. - P. 294304.

45. Dual function of magnesium in bone biomineralization / J. Zhang, L. Tang, H. Qi [et al.] // Advanced healthcare materials. - 2019. - Vol. 8, № 21. - Art. 1901030.

46. Magnesium status and supplementation influence vitamin D status and metabolism : results from a randomized trial / Q. Dai, X. Zhu, J. E. Manson [et al.] // The American journal of clinical nutrition. - 2018. - Vol. 108, № 6. - P. 1249-1258.

47. Song G. Possible Biodegradable Magnesium Implant Material / G. Song, S. A Song // Advanced Engineering Materials. - 2007. - Vol. 9, № 4. - P. 298-302.

48. Peron M. Mg and its alloys for biomedical applications : exploring corrosion and its interplay with mechanical failure / M. Peron, J. Torgersen, F. Berto // Metals. -2017. - Vol. 7, № 7. - P. 1-41.

49. Effect of mechanical loading on the galvanic corrosion behavior of a magnesium-steel structural joint / I. Adlakha, B. G. Bazehhour, N. C. Muthegowda, K. N. Solanki // Corrosion Science. - 2018. - Vol. 133. - P. 300-309.

50. Corrosion, stress corrosion cracking and corrosion fatigue behavior of magnesium alloy bioimplants / P. Das, T. S. Kumar, K. K. Sahu, S. Gollapudi // Corrosion Reviews. - 2022. - Vol. 40, № 4. - P. 289-333.

51. Data analysis of the influence of microstructure, composition, and loading conditions on stress corrosion cracking behavior of Mg alloys / J. Gu, D. F. Wieland, D. Tolnai [et al.] // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2024. -Vol. 154. - Art. 106510.

52. Salahshoor M. Biodegradable orthopedic magnesium-calcium (MgCa) alloys, processing, and corrosion performance / M. Salahshoor, Y. Guo // Materials. - 2012. -Vol. 5, № 1. - P. 135-155.

53. Biodegradable magnesium alloys developed as bone repair materials : a review / C. Liu, Z. Ren, Y. Xu [et al.] // Scanning. - 2018. - Vol. 2018. - P. 1-15.

54. Черный В. Н. Перспективы применения биодеградирующих сплавов на основе магния в остеосинтезе // Запорожский медицинский журнал. - 2013. - № 6. - С. 76-79.

55. Atrens A. Corrosion mechanism applicable to biodegradable magnesium implants / A. Atrens, M. Liu, N. I. Z. Abidin // Materials Science and Engineering : B. -2011. - Vol. 176, № 20. - P. 1609-1636.

56. Mohamed A. Effect of pH on the degradation kinetics of a Mg-0.8 Ca alloy for orthopedic implants / A. Mohamed, H. G. Breitinger, A. M. El-Aziz // Corrosion Reviews. - 2020. - Vol. 38, № 6. - P. 489-495.

57. Local pH and its evolution near Mg alloy surfaces exposed to simulated body fluids / S. V. Lamaka, J. Gonzalez, D. Mei [et al.] // Advanced Materials Interfaces. -2018. - Vol. 5, № 18. - Art. 1800169.

58. Magnesium degradation products : effects on tissue and human metabolism / J. M. Seitz, R. Eifler, F. W. Bach, H. J. Maier // Journal of biomedical materials research Part A. - 2014. - Vol. 102, № 10. - P. 3744-3753.

59. Degradation characteristics of Mg0. 8Ca in saline solution with and without albumin protein investigated by electrochemical impedance spectroscopy / C. Crimu, G. Bolat, C. Munteanu, D. Mareci // Materials and Corrosion. - 2015. - Vol. 66, № 7. - P. 649-655.

60. Rahim M. I. Advances and challenges of biodegradable implant materials with a focus on magnesium-alloys and bacterial infections / M. I. Rahim, S. Ullah, P. P. Mueller // Metals. - 2018. - Vol. 8, № 7. - P. 1-14.

61. Susceptibility of metallic magnesium implants to bacterial biofilm infections / M. I. Rahim, M. Rohde, B. Rais [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part A. - 2016. - Vol. 104, № 6. - P. 1489-1499.

62. Повышение механических характеристик магниевых сплавов для медицинских целей / И. И. Папиров, В. С. Шокуров, А. И. Пикалов [и др.] // Вюник Харювського ушверситету. Серiя : Ядра, частинки, поля. - 2007. - № 1. -С. 88-92.

63. Systemic toxicity eliciting metal ion levels from metallic implants and orthopedic devices - A mini review / R. V. Badhe, O. Akinfosile, D. Bijukumar [et al.] // Toxicology letters. - 2021. - Vol. 350. - P. 213-224.

64. Eliaz N. Corrosion of metallic biomaterials : A review // Materials. - 2019. -Vol. 12, № 3. - С. 1-91.

65. Hornberger H. Biomedical coatings on magnesium alloys - a review / H. Hornberger, S. Virtanen, A. R. Boccaccini // Acta biomaterialia. - 2012. - Vol. 8, № 7. - P. 2442-2455.

66. Similarities and differences in coatings for magnesium-based stents and orthopaedic implants / J. Ma, M. Thompson, N. Zhao, D. Zhu // Journal of orthopaedic translation. - 2014. - Vol. 2, № 3. - P. 118-130.

67. Zhu Y. Polymer coatings on magnesium-based implants for orthopedic applications / Y. Zhu, W. Liu, T. Ngai // Journal of Polymer Science. - 2022. - Vol. 60, № 1. - P. 32-51.

68. Rahman M. HA coating on Mg alloys for biomedical applications : A review / M. Rahman, Y. Li, C. Wen // Journal of Magnesium and Alloys. - 2020. - Vol. 8, № 3.

- P. 929-943.

69. Progress in bioactive surface coatings on biodegradable Mg alloys : A critical review towards clinical translation / N. Singh, U. Batra, K. Kumar [et al.] // Bioactive Materials. - 2023. - Vol. 19. - P. 717-757.

70. Wan P. Surface modification on biodegradable magnesium alloys as orthopedic implant materials to improve the bio-adaptability : a review / P. Wan, L. Tan, K. Yang // Journal of Materials Science & Technology. - 2016. - Vol. 32, № 9. -P. 827-834.

71. Advances in coatings on magnesium alloys for cardiovascular stents - a review / Z. Q. Zhang, Y. X.Yang, J. A. Li [et al.] // Bioactive materials. - 2021. - Vol. 6, № 12. - P. 4729-4757.

72. Heimann R. B. Magnesium alloys for biomedical application : Advanced corrosion control through surface coating // Surface and Coatings Technology. - 2021.

- Vol. 405. - P. 1-15.

73. Advances in functionalized polymer coatings on biodegradable magnesium alloys - A review / L. Y. Li, L. Y. Cui, R. C. Zeng [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2018.

- Vol. 79. - P. 23-36.

74. Chavan A. B. A review on surface coating techniques on Mg based biodegradable implants / A. B. Chavan, S. S. Gawade, A. P. Bhosale // Materials Today : Proceedings. - 2023. - Vol. 72. - P. 1361-1366.

75. Advances in antibacterial functionalized coatings on Mg and its alloys for medical use - A review / D. Zhang, Y. Liu, Z. Liu, Q. Wang // Coatings. - 2020. - Vol. 10, № 9. - P. 1-22.

76. Plasma electrolytic oxidation of magnesium and its alloys : Mechanism, properties and applications / G. B. Darband, M. Aliofkhazraei, P. Hamghalam, N. Valizade // Journal of Magnesium and Alloys. - 2017. - № 5. - P. 74-132.

77. Recent developments in coatings for orthopedic metallic implants / M. Hussain, S. H. A. Rizvi, N. Abbas [et al.] // Coatings. - 2021. - Vol. 11, № 7. - P. 1-22.

78. Ceramics and ceramic coatings in orthopaedics / B. J. McEntire, B. S. Bal, M. N. Rahaman [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. - 2015. - Vol. 35, № 16. - P. 4327-4369.

79. Recent advancements in materials and coatings for biomedical implants / K. K. Amirtharaj Mosas, A. R. Chandrasekar, A. Dasan [et al.] // Gels. - 2022. - Vol. 8, № 5. - P. 1-35.

80. Eliaz N. Calcium phosphate bioceramics : a review of their history, structure, properties, coating technologies and biomedical applications / N. Eliaz, N. Metoki // Materials. - 2017. - Vol. 10, № 4. - P. 1-104.

81. Sudo S. Z. Use of hydroxyapatite-coasted glass beads for preclinical testing of potential antiplaque agents / S. Z. Sudo, N. K. Schotzko, L. E. Folke // Applied and Environmental Microbiology. - 1976. - Vol. 32, № 3. - P. 428-432.

82. Surmenev R. A. Significance of calcium phosphate coatings for the enhancement of new bone osteogenesis - a review / R. A. Surmenev, M. A. Surmeneva, A. A. Ivanova // Acta biomaterialia. - 2014. - Vol. 10, № 2. - P. 557-579.

83. Samavedi S. Calcium phosphate ceramics in bone tissue engineering : a review of properties and their influence on cell behavior / S. Samavedi, A. R. Whittington, A. S. Goldstein // Acta biomaterialia. - 2013. - Vol. 9, № 9. - P. 80378045.

84. Effect of calcium phosphate phases affecting the crosstalk between osteoblasts and osteoclasts in vitro / Y. Shiwaku, K. Tsuchiya, L. Xiao, O. Suzuki // Journal of Biomedical Materials Research Part A. - 2019. - Vol. 107, № 5. - P. 10011013.

85. Biofunctionalization of metallic implants by calcium phosphate coatings / Y. Su, I. Cockerill, Y. Zheng [et al.] // Bioactive materials. - 2019. - Vol. 4. - P. 196-206.

86. Recent advances on akermanite calcium-silicate ceramic for biomedical applications / P. Zadehnajar, M. H. Mirmusavi, S. Soleymani Eil Bakhtiari [et al.] // International Journal of Applied Ceramic Technology. - 2021. - Vol. 18, № 6. - P. 1901-1920.

87. 3D-printed silicate porous bioceramics using a non-sacrificial preceramic polymer binder / A. Zocca, H. Elsayed, E. Bernardo [et al.] // Biofabrication. - 2015. -Vol. 7, № 2. - Art. 025008.

88. Zanetti A. S. Characterization of Novel Akermanite : Poly-E-Caprolactone Scaffolds for Bone Tissue Engineering Aapplications Combined with Human Adipose-Derived Stem Cells : diss. ... d-r of Philos. / A. S. Zanetti. - Baton Rouge, 2011. - 168 p.

89. Development of bioactive silicate-based glass-ceramics from preceramic polymer and fillers / H. Elsayed, A. Zocca, E. Bernardo [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. - 2015. - Vol. 35, № 2. - P. 731-739.

90. Wu C. A review of bioactive silicate ceramics / C. Wu, J. Chang // Biomedical materials. - 2013. - Vol. 8, № 3. - Art. 032001.

91. Mohammadi H. The role of bioinorganics in improving the mechanical properties of silicate ceramics as bone regenerative materials / H. Mohammadi, M. Sepantafar, A. Ostadrahimi // Journal of Ceramic Science and Technology. - 2015. -Vol. 6, № 1. - P. 1-8.

92. Interfacial reinforcement in bioceramic/biopolymer composite bone scaffold : The role of coupling agent / C. Shuai, L. Yu, P. Feng [et al.] // Colloids and Surfaces B : Biointerfaces. - 2020. - Vol. 193. - P. 1-17.

93. Incorporation of wollastonite bioactive ceramic with titanium for medical applications : An overview / M. Y. Zakaria, A. B. Sulong, N. Muhamad [et al.] // Materials Science and Engineering : C. - 2019. - Vol. 97. - P. 884-895.

94. Mechanical properties of wollastonite reinforced thermoplastic composites : A review / J. X. Chan, J. F. Wong, A. Hassan [et al.] // Polymer Composites. - 2020. -Vol. 41, № 2. - P. 395-429.

95. Effect of wollastonite microfibers as cement replacement on the properties of cementitious composites : A review / Z. He, A. Shen, Z. Lyu [et al.] // Construction and Building Materials. - 2020. - Vol. 261. - P. 1-13.

96. Effect of wollastonite extender on the properties of exterior acrylic paints / S. M. Somturk, i Y. Emek, S. Senler [et al.] // Progress in organic coatings. - 2016. - Vol. 93. - P. 34-40.

97. Maxim L. D. A review of the toxicology and epidemiology of wollastonite / L. D. Maxim, E. E. McConnell // Inhalation Toxicology. - 2005. - Vol. 17, № 9. - P. 451-466.

98. Wollastonite toxicity : an update / L. D. Maxim, R. Niebo, M. J. Utell [et al.] // Inhalation Toxicology. - 2014. - Vol. 26, № 2. - P. 95-112.

99. Bone regeneration using Wollastonite/p-TCP scaffolds implants in critical bone defect in rat calvaria / G. G. Dos Santos, I. R. J. B. Miguel, A. D. A. B. Junior [et al.] // Biomedical physics & engineering express. - 2021. - Vol. 7, № 5. - P. 1-18.

100. Santos G. G. Wollastonite/TCP composites for bone regeneration: systematic review and meta-analysis / G. G. Santos, E. C. A. Meireles, F. B. Miguel // Ceramica. - 2020. - Vol. 66, № 379. - P. 277-283.

101. In vivo therapeutic effect of wollastonite and hydroxyapatite on bone defect / R. Ge, C. Xun, J. Yang [et al.] // Biomedical Materials. - 2019. - Vol. 14, № 6. -Art. 065013.

102. Salman S. M. The crystallization behaviour and bioactivity of wollastonite glass-ceramic based on Na2O-K2O-CaO-SiO2-F glass system / S. M. Salman, S. N. Salama, H. A. Abo-Mosallam // Journal of Asian Ceramic Societies. - 2015. - Vol. 3, № 3. - P. 255-261.

103. Study of in vitro bioactivity and mechanical properties of diopside nano-bioceramic synthesized by a facile method using eggshell as raw material / A. Kazemi, M. Abdellahi, A. Khajeh-Sharafabadi [et al.] // Materials Science and Engineering : C. -2017. - Vol. 71. - P. 604-610.

104. Antibacterial and anti-biofilm properties of diopside powder loaded with lysostaphin / A. Kudinova, A. Grishin, T. Grunina [et al.] // Pathogens. - 2023. - Vol. 12, № 2. - P. 1-12.

105. Sintering behavior and apatite formation of diopside prepared by coprecipitation process / N. Y. Iwata, G. H. Lee, Y. Tokuoka, N. Kawashima // Colloids and surfaces B : Biointerfaces. - 2004. - Vol. 34, № 4. - P. 239-245.

106. Nonami T. Developmental study of diopside for use as implant material // MRS Online Proceedings Library. - 1991. - Vol. 252. - P. 87-92.

107. Mechanical properties and biocompatibility of diopside / T. Nonami, S. Tsutsumi, M. Fukuma, T. Urabe // Journal of Japanese Society for Biomaterials. - 1994. - Vol. 12. - P. 274-278.

108. Yamamoto S. Diopside synthesized by sol-gel method as phosphorus adsorption material : Evaluation of apatite deposition in pseudo body solution / S. Yamamoto, N. Kawamura, T. Nonami // Transactions of the Materials Research Society of Japan. - 2019. - Vol. 44, № 1. - P. 17-23.

109. Nakajima S. Experimental studies of healing process on reinforcement ceramic implantation in rabbit mandible // Shika gakuho. Dental science reports. -1990. - Vol. 90, № 4. - P. 525-553.

110. Akermanite bioceramics promote osteogenesis, angiogenesis and suppress osteoclastogenesis for osteoporotic bone regeneration / L. Xia, Z. Yin, L. Mao [et al.] // Scientific reports. - 2016. - Vol. 6, № 1. - P. 1-17.

111. Silicate bioceramics induce angiogenesis during bone regeneration / W. Zhai, H. Lu, L. Chen [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2012. - Vol. 8, № 1. - P. 341-349.

112. A biodegradable polymer-based coating to control the performance of magnesium alloy orthopaedic implants / H. M. Wong, K. W. Yeung, K. O. Lam [et al.] // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31, № 8. - P. 2084-2096.

113. Akermanite used as an alkaline biodegradable implants for the treatment of osteoporotic bone defect / W. Liu, T. Wang, X. Zhao // Bioactive Materials. - 2016. -Vol. 1, № 2. - P. 151-159.

114. Dunlop J. W. C. Biological composites / J. W. C. Dunlop, P. Fratzl // Annual Review of Materials Research. - 2010. - Vol. 40. - P. 1-24.

115. Peters S. T. Handbook of composites / Peters S. T. - London : Springer Science & Business Media, 2013. - 1136 p.

116. Naturally and synthetic smart composite biomaterials for tissue regeneration / R. A. Perez, J. E. Won, J. C. Knowles, H. W. Kim // Advanced drug delivery reviews. - 2013. - Vol. 65, № 4. - P. 471-496.

117. Bone repair biomaterials / R. De Santis, V. Guarino, L. Ambrosio. -Cambridge : Woodhead Publishing, 2019. - Pt. 9 : Composite biomaterials for bone repair. - P. 273-299.

118. Davis H. E. Hybrid and composite biomaterials in tissue engineering / H. E. Davis, J. K. Leach // Topics in multifunctional biomaterials and devices. - 2008. - Vol. 10. - P. 1-26.

119. Venkatesan J. Nano-hydroxyapatite composite biomaterials for bone tissue engineering - a review / J. Venkatesan, S. K. Kim // Journal of biomedical nanotechnology. - 2014. - Vol. 10, № 10. - P. 3124-3140.

120. 3D printed polymer - mineral composite biomaterials for bone tissue engineering : Fabrication and characterization / J. Babilotte, V. Guduric, D. Le Nihouannen [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part B : Applied Biomaterials. - 2019. - Vol. 107, № 8. - P. 2579-2595.

121. Research progress of design drugs and composite biomaterials in bone tissue engineering / X. Guo, P. Song, F. Li [et al.] // International Journal of Nanomedicine. -2023. - Vol. 18. - P. 3595-3622.

122. Kolodziejska B. Biologically inspired collagen/apatite composite biomaterials for potential use in bone tissue regeneration - A review / B. Kolodziejska, A. Kaflak, J. Kolmas // Materials. - 2020. - Vol. 13, № 7. - P. 1-17.

123. Metal Oxides for Biomedical and Biosensor Applications / S. J. Malode, N. P. Shetti. - Amsterdam : Elsevier, 2022. - Pt : ZrO2 in biomedical applications. - P. 471-501.

124. Bannunah A. M. Biomedical applications of zirconia-based nanomaterials : challenges and future perspectives // Molecules. - 2023. - Vol. 28, № 14. - P. 1-17.

125. Medical and dental applications of titania nanoparticles : an overview / A. Mansoor, Z. Khurshid, M. T. Khan [et al.] // Nanomaterials. - 2022. - Vol. 12, № 20. -P. 1-41.

126. Recent progress in biomedical applications of titanium dioxide / Z. F. Yin, L. Wu, H. G. Yang, Y. H. Su // Physical chemistry chemical physics. - 2013. - Vol. 15, № 14. - P. 4844-4858.

127. Improving surface features of PEO coatings on titanium and titanium alloys with zirconia particles : A review / M. Molaei, M. Nouri, K. Babaei, A. Fattah-Alhosseini // Surfaces and Interfaces. - 2021. - Vol. 22. - P. 1-17.

128. Influence of alumina and zirconia incorporations on the structure and wear resistance of titania-based MAO coatings / F. Muhaffel, M. Kaba, G. Cempura [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2019. - Vol. 377. - Art. 124900.

129. The effect of dispersity of silicon dioxide nanoparticles added to electrolyte on the composition and properties of oxide layers formed by plasma electrolytic oxidation on magnesium 9995A / M. M. Krishtal, P. V. Ivashin, A. V. Polunin, E. D. Borgardt // Materials Letters. - 2019. - Vol. 241. - P. 119-122.

130. Influence of ZrO2/SiO2 nanomaterial incorporation on the properties of PEO layers on Mg-Mn-Ce alloy / D. V. Mashtalyar, I. M. Imshinetskiy, K. Nadaraia [et al.] // Journal of Magnesium and Alloys. - 2022. - Vol. 10, № 2. - P. 513-526.

131. Improving surface characteristics of PEO coatings of Mg and its alloys with zirconia nanoparticles : A review / R. Chaharmahali, A. Fattah-alhosseini, M. Nouri, K. Babaei // Applied Surface Science Advances. - 2021. - Vol. 6. - P. 1-19.

132. Effect of TiO2 nanoparticles on the photocatalytic properties of PEO coatings on Mg alloy / D. V. Mashtalyar, I. M. Imshinetskiy, K. V. Nadaraia [et al.] // Journal of Magnesium and Alloys. - 2023. - Vol. 11, № 2. - P. 735-752.

133. Corrosion, wear, and antibacterial behaviors of hydroxyapatite/MgO composite PEO coatings on AZ31 Mg alloy by incorporation of TiO2 nanoparticles / H. Mozafarnia, A. Fattah-Alhosseini, R. Chaharmahali [et al.] // Coatings. - 2022. - Vol. 12, № 12. - C. 1-28.

134. Plasma electrolytic oxidation coatings on Mg alloy with addition of SiO2 particles / X. Lu, C. Blawert, Y. Huang [et al.] // Electrochimica Acta. - 2016. - Vol. 187. - P. 20-33.

135. Nadimi M. Influence of SiO2 nanoparticles incorporating into ceramic coatings generated by PEO on Aluminium alloy : Morphology, adhesion, corrosion, and wear resistance / M. Nadimi, C. Dehghanian, A. Etemadmoghadam // Materials Today Communications. - 2022. - Vol. 31. - P. 1-14.

136. Characterization and wear behaviour of PEO coatings on 6082-T6 aluminium alloy with incorporated a-Al2O3 particles / R. Arrabal, M. Mohedano, E. Matykina [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2015. - Vol. 269. - P. 64-73.

137. Mohedano M. Silicate-based plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings with incorporated CeO2 particles on AM50 magnesium alloy / M. Mohedano, C. Blawert, M. L. Zheludkevich // Materials & Design. - 2015. - Vol. 86. - P. 735-744.

138. Toorani M. Microstructural, protective, inhibitory and semiconducting properties of PEO coatings containing CeO2 nanoparticles formed on AZ31 Mg alloy / M. Toorani, M. Aliofkhazraei, A. S. Rouhaghdam // Surface and Coatings Technology. - 2018. - Vol. 352. - P. 561-580.

139. Surface modification of valve metals using plasma electrolytic oxidation for antibacterial applications : A review / M. Rizwan, R. Alias, U. Z. Zaidi [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part A. - 2018. - Vol. 106, № 2. - P. 590-605.

140. Micro-arc oxidation of Al alloys : Mechanism, microstructure, surface properties, and fatigue damage behavior / J. Zhang, W. Dai, X. Wang [et al.] // Journal of Materials Research and Technology. - 2023. - Vol. 23. - P. 4307-4333.

141. Micro-arc oxidation of magnesium alloys : A review / W. Yao, L. Wu, J. Wang, [et al.] // Journal of Materials Science & Technology. - 2022. - Vol. 118. - P. 158-180.

142. Review of micro-arc oxidation of titanium alloys : Mechanism, properties and applications / G. Li, F. Ma, P. Liu [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. -2023. - Vol. 948. - P. 1-26.

143. Fialho L. A decade of progress on MAO-treated tantalum surfaces : advances and contributions for biomedical applications / L. Fialho, C. F. A. Alves, S. Carvalho // Nanomaterials. - 2022. - Vol. 12, № 14. - P. 1-35.

144. Babaei K. A review on plasma electrolytic oxidation (PEO) of niobium : Mechanism, properties and applications / K. Babaei, A. Fattah-alhosseini, R. Chaharmahali // Surfaces and Interfaces. - 2020. - Vol. 21. - P. 1-16.

145. Attarzadeh N. Plasma electrolytic oxidation ceramic coatings on zirconium (Zr) and zralloys : Part I - Growth mechanisms, microstructure, and chemical composition / N. Attarzadeh, C. V. Ramana // Coatings. - 2021. - Vol. 11, № 6. - P. 123.

146. Микродуговое оксидирование (обзор) / И. В. Суминов, А. В. Эпельфельд, В. Б. Людин [и др.] // Приборы. - 2001. - № 9. - C. 13-23.

147. Biodegradable metallic bone implants / C. Shuai, S. Li, S. Peng [et al.] // Materials Chemistry Frontiers. - 2019. - Vol. 3, № 4. - P. 544-562.

148. Clyne T. W. A review of recent work on discharge characteristics during plasma electrolytic oxidation of various metals / T. W. Clyne, S. C. Troughton // International materials reviews. - 2019. - Vol. 64, № 3. - P. 127-162.

149. Introduction to plasma electrolytic oxidation - An overview of the process and applications / F. Simchen, M. Sieber, A. Kopp, T. Lampke // Coatings. - 2020. -Vol. 10, № 7. - P. 1-19.

150. Plasma electrolytic oxidation (PEO) process - processing, properties, and applications / S. Sikdar, P. V. Menezes, R. Maccione [et al.] // Nanomaterials. - 2021. -Vol. 11, № 6. - P. 1-40.

151. Plasma electrolysis for surface engineering / A. L. Yerokhin, X. Nie, A. Leyland [et al.] // Surface and coatings technology. - 1999. - Vol. 122, № 2-3. - P. 7393.

152. Модельные представления о механизме микродугового оксидирования металлических материалов и управление этим процессом / А. Г. Ракоч, В. В. Хохлов, В. А. Баутин [и др.] // Защита металлов. - 2006.- Т. 42, № 2. - С. 173-184.

153. Characterisation of discharge events during plasma electrolytic oxidation / C. S. Dunleavy, I. O. Golosnoy, J. A. Curran, T. W. Clyne // Surface and Coatings Technology. - 2009. - Vol. 203, № 22. - P. 3410-3419.

154. Гордиенко П. С. Микродуговое оксидирование титана и его сплавов / П. С. Гордиенко, С. В. Гнеденков. - Владивосток : Дальнаука, 1997. - 185 с.

155. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов / И. В. Суминов, П. Ф. Белкин, А. В. Эпельфельд [и др.]. - М. : Техносфера, 2011. - 512 с.

156. Микроплазменное оксидирование сплава алюминия в водных растворах циклогексафосфата натрия и азотнокислых солей La и Eu / В. С. Руднев, Т. П. Яровая, В. В. Коньшин [и др.] // Электрохимия. - 1998. - Т. 34. - № 6. - С. 575-581.

157. Черненко В. И. Электролиты для формирования керамических покрытий на алюминии в режиме искрового разряда / В. И. Черненко, Л. А. Снежко, С. Б. Чернова // Защита металлов. - 1982. - Вып. 3. - Т. 18. - С. 454-458.

158. Мамаев А. И. Влияние времени микроплазменной обработки на вольтамперные характеристики и свойства биокерамических покрытий на титане и его сплавах / А. И. Мамаев, Т. И. Дорофеева, В. А. Мамаева // Перспективные материалы. - 2005. - № 2. - С. 44-51.

159. Исследование влияния напряжения микродугового оксидирования на физико-химические свойства кальцийфосфатных покрытий на титане / Е. В. Легостаева, Е. Г. Комарова, Ю. П. Шаркеев, П. В. Уваркин // Перспективные материалы. - 2011. - № 13. - С. 456-464.

160. Investigation of the voltage and time effects on the formation of hydroxyapatite-containing titania prepared by plasma electrolytic oxidation on Ti-6Al-4V alloy and its corrosion behavior / M. Montazeri, C. Dehghanian, M. Shokouhfar, A. Baradaran // Applied Surface Science. - 2011. - Vol. 257. - P. 7268-7275.

161. Патент № 2345181 C1 Российская Федерация, МПК C25D 11/26 (2006.01) A61L 27/00 (2006.01). Способ получения электролита для нанесения биоактивных покрытий : № 2007132956/02 : заявл. 03.09.2007 : опубл. 27.01.2009 / Иванов М. Б. (RU), Волковняк Н. Н. (RU), Колобов Ю. Р. (RU) ; заявитель и патентообладатель Белгородский государственный университет. - 5 с.

162. Патент на изобретение № 2394601 C2 Российская Федерация, МПК A61L 27/06 (2006.01) A61L 27/32 (2006.01). Способ модифицирования поверхности имплантатов из титана и его сплавов : № 2008140044/15 : заявл. 09.10.2008 : опубл. 20.07.2010 / Иванов М. Б. (RU), Колобов Ю. Р. (RU), Трубицын М. А. (RU), Храмов Г. В. (RU) ; заявитель и патентообладатель Белгородский государственный университет. - 8 с.

163. Microstructure of the near-surface layers of austenitic stainless steels irradiated with a low-energy, high-current electron beam / V. P. Rotshtein, Y. F. Ivanov, D. I. Proskurovsky [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2004. - Vol. 180. - P. 382-386.

164. Bakr H. Diatomite : its characterization, modifications and applications // Asian journal of materials science. - 2010. - Vol. 2, № 3. - P. 121-136.

165. What is diatomite? / P. Zahajska, S. Opfergelt, S. C. Fritz [et al.] // Quaternary Research. - 2020. - Vol. 96. - P. 48-52.

166. Ivanov S. É. Diatomite and its applications / S. É. Ivanov, A. V. Belyakov // Glass & Ceramics. - 2008. - Vol. 65. - P. 48-51.

167. Characterization of the micro-arc coatings containing p-tricalcium phosphate particles on Mg-0.8 Ca alloy / M. B. Sedelnikova, E. G. Komarova, Y. P. Sharkeev [et al.] // Metals. - 2018. - Vol. 8, № 4. - P. 1-15.

168. Zn-or Cu-containing CaP-based coatings formed by micro-arc oxidation on titanium and Ti-40Nb alloy : Part I - Microstructure, composition and properties / E. G. Komarova, Y. P. Sharkeev, M. B. Sedelnikova [et al.] // Materials. - 2020. - Vol. 13. -№ 18. - P. 1-20.

169. Comparative Study of the structure, properties, and corrosion behavior of Sr-containing biocoatings on Mg0. 8Ca / M. B. Sedelnikova, Y. P. Sharkeev, T. V. Tolkacheva [et al.] // Materials. - 2020. - Vol. 13, № 8. - P. 1-21.

170. The effect of surface roughness on PEO-treated Ti-6Al-4V alloy and corrosion resistance / L. Zhu, R. S. Petrova, J. P. Gashinski, Z. Yang // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 325. - P. 22-29.

171. The effect of substrate composition on the electrochemical and mechanical properties of PEO coatings on Mg alloys / E. Cakmak, K. C. Tekin, U. Malayoglu, S. Shrestha // Surface and Coatings Technology. - 2010. - Vol. 204, № 8. - P. 1305-1313.

172. Handbook of Soil Sciences / G. J. Churchman, D. J. Lowe. - Boca Raton : CRC press, 2012. - Pt : Alteration, formation, and occurrence of minerals in soils. - P. 1-72.

173. Балкевич В. Л. Техническая керамика / В. Л. Балкевич. - М. : Стройиздат, 1984. - 256 с.

174. Бетехтин А. Г. Минералогия / А. Г. Бетехтин. - М. : Государственное издательство геологической литературы, 1950. - 958 с.

175. Diatomite-based ceramic biocoating for magnesium implants / A. D. Kashin, M. B. Sedelnikova, V. V. Chebodaeva [et al.] // Ceramics International. - 2022. - Vol. 48, № 19. - P. 28059-28071.

176. Porous biocoatings based on diatomite with incorporated ZrO2 particles for biodegradable magnesium implants / M. B. Sedelnikova, A. D. Kashin, P. V. Uvarkin [et al.] // Journal of Functional Biomaterials. - 2023. - Vol. 14, № 5. - P. 1-17.

177. Functionalizing Diatomite-Based Micro-Arc Coatings for Orthopedic Implants : Influence of TiO2 Addition / A. D. Kashin, M. B. Sedelnikova, P. V. Uvarkin [et al.] // Biomimetics. - 2023. - Vol. 8, № 3. - P. 1-17.

178. Tsai D. S. Influences of growth species and inclusions on the current-voltage behavior of plasma electrolytic oxidation : A review / D. S. Tsai, C. C. Chou // Coatings. - 2021. - Vol. 11, № 3. - P. 1-21.

179. Evolution processes of the corrosion behavior and structural characteristics of plasma electrolytic oxidation coatings on AZ31 magnesium alloy / D. Chen, R. Wang, Z. Huang [et al.] // Applied surface science. - 2018. - Vol. 434. - P. 326-335.

180. Microstructure and corrosion behavior of Ca/P coatings prepared on magnesium by plasma electrolytic oxidation / J. Yang, X. Lu, C. Blawert [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2017. - Vol. 319. - P. 359-369.

181. Surface modification of Mg0. 8Ca alloy via wollastonite micro-arc coatings : significant improvement in corrosion resistance / M. B. Sedelnikova, A. V. Ugodchikova, T. V. Tolkacheva [et al.] // Metals. - 2021. - Vol. 11, № 5. - P. 1-21.

182. Effect of surface layer structural-phase modification on tribological and strength properties of a TiC-(Ni-Cr) Metal Ceramic Alloy / B. H. Yu, V. E. Ovcharenko, K. V. Ivanov [et al.] // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). - 2018. - Vol. 31. - P. 547-551.

183. Electron irradiation effects on strength and ductility of polymer foils studied by femtosecond laser-processed micro-tensile specimens / M. J. Pfeifenberger, G. Milassin, A. Hohenwarter [et al.] // Materials. - 2019. - Vol. 12, № 9. - P. 1-16.

184. Temperature profile and crater formation induced in high-current pulsed electron beam processing / Y. Qin, C. Dong, X. Wang [et al.] // Journal of Vacuum Science & Technology A : Vacuum, Surfaces, and Films. - 2003. - Vol. 21, № 6. - P. 1934-1938.

185. Dun A. Marangoni effect induced micro/nano-patterning on Sb 2 Te 3 phase change thin film by laser pulse / A. Dun, J. Wei, F. Gan // Applied Physics A : Materials Science and Processing. - 2011. - Vol. 103. - P. 139-147.

186. The effect of pulsed electron irradiation on the structure, phase composition, adhesion and corrosion properties of calcium phosphate coating on Mg0.8Ca alloy / M. B. Sedelnikova, K. V. Ivanov, A. V. Ugodchikova [et al.] // Materials Chemistry and Physics. - 2023. - Vol. 294. - P. 1-10.

187. Surface modification of diatomite-based micro-arc coatings for magnesium implants using a low-energy high-current electron beam processing technique / M. B. Sedelnikova, A. D. Kashin, O. V. Bakina [et al.] // Metals. - 2024. - Vol. 14, № 2. - P. 1-19.

188. Low-energy high-current electron beam treatment of composite coatings based on diatomite and ZrO2 particles / M. B. Sedelnikova, A. D. Kashin, P. V. Uvarkin [et al.] // Letters on Materials. - 2024. - Vol. 14, № 6. - P. 216-222.

189. Structure and properties of composite coatings with ZrO2 and TiO2 particles after LEHCEB treatment / M. B. Sedelnikova, A. D. Kashin, P. V. Uvarkin [et al.] // Russian Physics Journal. - 2024. - Vol. 67, № 7. - P. 895-903.

190. Модификация поверхности микродуговых покрытий на основе диатомита с помощью импульсного электронного облучения / А. Д. Кашин, М. Б. Седельникова, М. А. Химич [и др.] // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. - 2025. - № 1. - С. 72-84.

176

Приложение А Титульный лист патента на изобретение № 2779076

177

Приложение Б Титульный лист патента на изобретение № 2807878