OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 219 MATERIAL SCIENCE ки [1–5]. Поверхностная модификация с использованием концентрированных потоков энергии представляет собой одно из перспективных направлений в области создания новых технологий обработки металлических материалов, в том числе медицинского назначения (биоматериалов) [1, 6–10]. Основной целью поверхностной обработки металлических биоматериалов является получение на поверхности материала модифицированного слоя, имеющего специфические свойства. Такие поверхностные характеристики, как смачиваемость, поверхностная энергия, шероховатость, фазовый и химический состав, оказывают значительное влияние на биосовместимость материалов в физиологической среде. При этом и коррозионные свойства, и способность к интеграции биоматериалов в живые биологические ткани в большой степени зависят от смачиваемости этих материалов биологическими жидкостями, водными растворами солей и кислот [4, 6, 7, 9, 11, 12]. С точки зрения взаимодействия с биологическими жидкостями, клетками и тканями гидрофильная поверхность более предпочтительна, чем гидрофобная. Поверхность имплантатов с повышенной гидрофильностью дает более высокие показатели остеоинтеграции, т. е. взаимодействия биоматериала с костной тканью без участия соединительной ткани, чем обычные материалы [13]. Способность лазеров изменять поверхностные характеристики материала и, следовательно, его взаимодействие с окружающей средой вызвала большой интерес среди исследователей к использованию этой уникальной особенности для улучшения поведения материала в биологических средах [9, 11, 12, 14–17]. Преимуществом использования лазерного излучения для модификации поверхности различных материалов является то, что лазерное воздействие представляет собой экологически чистый, бесконтактный и относительно быстрый метод, который также характеризуется высокой точностью и возможностью локального воздействия. Регулируя параметры лазерного воздействия, можно избирательно изменять поверхность материала, не влияя на его внутреннюю структуру и объемные свойства. В настоящее время лазеры все чаще используются в качестве инструмента для модификации поверхности различных металлических материалов и устройств, используемых в том числе как биомедицинские материалы в кардиологии, ортопедии и стоматологии [11, 18–20]. В работах [1, 5, 9, 11, 14, 18–22] отмечается, что лазеры в основном применяются для модификации поверхности металлических имплантатов с целью повышения остеоинтеграции, коррозионной стойкости и гидрофильности. Металлические биоматериалы на основе титана, его сплавов и нержавеющей стали используются при изготовлении искусственных сердечных клапанов, кардиостимуляторов, стентов для кровеносных сосудов, эндопротезов костей и суставов (плечевых, коленных, тазобедренных, локтевых), для реконструкции ушных раковин, в лицевой хирургии, а также в качестве стоматологических имплантатов. Они преобладают над другими классами биоматериалов благодаря синергетическому сочетанию превосходных механических свойств, коррозионной стойкости и износостойкости, а также долгосрочной биосовместимости [12, 14, 19, 20, 23, 24]. В последнее время активно изучается контролируемое лазерное воздействие для изменения топографии, морфологии и физико-химических свойств поверхности биоматериалов, в том числе с целью снижения бактериальной адгезии на поверхности имплантатов и, таким образом, настройки их биологических и других поверхностных свойств [11, 16, 17, 20, 22, 25]. Были проведены исследования in vitro и in vivo по оценке влияния лазерного воздействия на адгезию, рост и пролиферацию клеток, смачиваемость, твердость поверхности, механические свойства, морфологию поверхности, антибактериальные свойства и образование биопленки на поверхности имплантатов [13, 15–17, 20, 23, 25, 26]. Следует отметить, что в основном все исследования по лазерной обработке поверхности материалов, направленные на изменение ее морфологии, топографии и свойств, проведены с использованием излучения с длиной волны λ = 1064 нм или λ = 532 нм и высокими значениями плотности энергии или мощности [10, 15, 17, 25, 27]. Работ по исследованию влияния ультрафиолетового (УФ) лазерного излучения (λ < 400 нм) на поверхность материалов – единицы [20, 28, 29]. Однако, несмотря на многочисленные рекомендации по использованию лазерной обработки поверхности, до сих пор не хватает систематических и детальных исследо-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1