Комбинированная озоно-радиационная стерилизация костной ткани: влияние на структуру коллагена и механические свойства
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, State Assignment, FSRG-2024-0002
Endowment Fund of M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Financial Support
Николаева Н.А.1, Мамаева С.Н.1, Розанов В.В.
2,3, Матвейчук И.В.3, Черняев А.П.2, Хуцистова А.О.2
1Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений, Москва, Россия
Email: larsoon696@mail.ru, mamaeva.sn@svfu.ru, vrozanov@mail.ru, a.p.chernyaev@yandex.ru, khutcistova.ao17@physics.msu.ru
Поступила в редакцию: 4 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 21 июня 2026 г.
Принята к печати: 23 октября 2026 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2026 г.
Исследовано влияние ионизирующего излучения и озоно-радиационной обработки на структуру и механические свойства костной ткани (современной и плейстоценовой). Стерилизация биоматериалов затруднена ввиду радиационного повреждения органического матрикса, особенно в хрупких палеонтологических костях. Показано, что дозы 20-25 kGy вызывают нарушения коллагена: разрушение тройной спирали, увеличение межфибриллярных расстояний и снижение прочности. Предварительное озонирование (6-8 mg/l) дает синергетический эффект, позволяя снизить дозу до ~ 12 kGy при сохранении структуры и стерильности. В качестве структурного параметра введено приращение межфибриллярного расстояния Δ r, характеризующее степень нарушения организации коллагенового матрикса. Комбинированный режим обеспечивает стерилизацию без существенного ухудшения свойств и перспективен для сохранения палеообъектов. Ключевые слова: костная ткань, радиационная стерилизация, озон, деградация коллагена, ИК-фурье-спектроскопия, механические свойства, палеонтология.
- W. Gluszewski, IAEA Radiat. Technol. Ser., 41 (1), 41 (2011)
- D.B. Crocker, O. Akkus, M.E. Oest, C.M. Rimnac, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 160, 106759 (2024). DOI: 10.1016/j.jmbbm.2024.106759
- L. Fan, Y. Ren, S. Emmert, I. Vuvckovic, S. Stojanovic, S. Najman, R. Schnettler, M. Barbeck, K. Schenke-Layland, X. Xiong, Int. J. Mol. Sci., 24 (4), 3744 (2023). DOI: 10.3390/ijms24043744
- H. Nguyen, A.I. Cassady, M.B. Bennett, E. Gineyts, A. Wu, D.A.F. Morgan, M.R. Forwood, Bone, 57 (1), 194 (2013). DOI: 10.1016/j.bone.2013.07.036
- C. Ryder, G. Celis, T. Deviese, S. Talamo, K. Douka, M. Collins, A. Perri, H. Thakar, W. Pestle, M. Sponheimer, J. Archaeolog. Sci., 185, 106448 (2026). DOI: 10.1016/j.jas.2025.106448
- M. Lackner, B. Zelger, M. Schirmer, S.H. Unterberger, A.K. Pallua, G. Schafer, M. Sieb, I. Brosch, B. Zelger, G. Degenhart, M. Hermann, R. Arora, M. Klosterhuber, W. Parson, E. Kustatscher, C.W. Huck, J.D. Pallua, Sci. Rep, 16, 18255 (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-49212-9
- M. Unal, R. Ahmed, A. Mahadevan-Jansen, J.S. Nyman, Analyst, 146 (24), 7464 (2021). DOI: 10.1039/d1an01560e
- G. Falgayrac, R. Vitale, Y. Delannoy, H. Behal, G. Penel, C. Olejnik, L. Duponchel, T. Colard, Biology, 11 (10), 1542 (2022). DOI: 10.3390/biology11101542
- G. Calabkova, J. Chlachula, M. Ivanov, M. Hlovzkova, J. Czerniawska, M. Vasinova-Galiova, L. Prokevs, P. Gadas, Quat. Res., 111, 84 (2022). DOI: 10.1017/qua.2022.28
- E.I. Vegh, N. Marquez-Grant, R.J. Schulting, J. Appl. Spectrosc., 76 (9), 1080 (2022). DOI: 10.1177/00037028221085600
- И.В. Матвейчук, В.В. Розанов, И.К. Гордонова, З.К. Никитина, Н.И. Сидельников, Ю.Ю. Литвинов, А.А. Николаева, А.П. Черняев, И.В. Пантелеев, Комбинированный способ стерилизации костных имплантатов, патент РФ N 2630464 (заявл. 29.07.2016, опубл. 08.09.2017), бюл. N 25
- N. Nikolaeva, M. Al Kobaisi, D. Ammosov, S. Stepanov, V. Rozanov, J. Comput. Appl. Math., 474, 116979 (2026). DOI: 10.1016/j.cam.2025.116979
- N.A. Nikolaeva, V.V. Rozanov, A.P. Chernyaev, I.V. Matveychuk, M.M. Makarova, Int. J. Mol. Sci., 24 (19), 14426 (2023). DOI: 10.3390/ijms241914426
- E.P. Paschalis, R. Mendelsohn, A.L. Boskey, Clinic. Orthop. Rel. Res., 469 (8), 2170 (2011). DOI: 10.1007/s11999-010-1751-4