bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2025-23-1-7-13bsuir-4054Research ArticleСтатьиОксидные пленки со встроенным электрическим зарядом для регулирования процессов гемостазаOxide Films with Built-in Electric Charge for Regulation of Hemostasis ProcessesЛазарукС. К.LazaroukS. K.

Лазарук Сергей Константинович, д-р физ.-мат. наук, проф., зав. научно-исследовательской лабораторией «Интегрированные микро- и наносистемы» (НИЛ 4.6)

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6 

Lazarouk Serguei Konstantinovich, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Professor, Head of the Research Laboratory “Integrated Micro- and Nanosystems” (Lab 4.6)

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

serg@nano.bsuir.edu.byКупрееваО. В.KupreevaO. V.

науч. cотр. НИЛ 4.6

г. Минск

Researcher at the Lab 4.6

Minsk

ТомашевичЛ. П.TomashevichL. P.

инж.-электрон. НИЛ 4.6

г. Минск

Electronics Engineer at the Lab 4.6

Minsk

УткинаЕ. А.UtkinaE. A.

доц., вед. науч. сотр. научно-исследовательской лаборатории «Технология гибридных микросхем» (НИЛ 4.2)

г. Минск

Associate Professor, Leading Researcher at the Research Laboratory “Hybrid Microcircuit Technology” (Lab 4.2)

Minsk

ЖигулинД. В.ZhyhulinD. V.

нач. сектора физико-технического анализа Государственного центра «Белмикроанализ»

г. Минск

Head of the Sector of Physical and Technical Analysis of the “Belmicroanalysis” State Center

Minsk

ГорбачевФ. А.GorbacheuF. A.

доц. каф. челюстно-лицевой хирургии

г. Минск

Associate Professor at the Depart ment of Maxillofacial Surgery

Minsk

ЛастовкаА. С.LastovkaA. S.

проф. каф. челюстно-лицевой хирургии

г. Минск

Professor at the Department of Maxillofacial Surgery

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics (BSUIR)ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»JSC “INTEGRAL” – Manager Holding Company “INTEGRAL”Белорусский государственный медицинский университет (БГМУ)Belarusian State Medical University (BSMU)202517022025231713Copyright © Лазарук С.К., Купреева О.В., Томашевич Л.П., Уткина Е.А., Жигулин Д.В., Горбачев Ф.А., Ластовка А.С., 20252025Лазарук С.К., Купреева О.В., Томашевич Л.П., Уткина Е.А., Жигулин Д.В., Горбачев Ф.А., Ластовка А.С.Lazarouk S.K., Kupreeva O.V., Tomashevich L.P., Utkina E.A., Zhyhulin D.V., Gorbacheu F.A., Lastovka A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4054

Рассмотрено формирование пленок оксидов вентильных металлов ряда алюминий, цирконий, титан, тантал, ниобий толщиной около 100 нм электрохимическим анодированием в электролите на основе 1%-ного водного раствора лимонной кислоты. Исследовано влияние пленок анодных оксидов вентильных металлов со встроенным электретным зарядом на процесс гемостаза крови при ее контактировании с поверхностью оксидных пленок. Установлено, что пленки оксидов, имеющие отрицательный электрический заряд (оксиды алюминия и циркония), замедляют процесс гемостаза крови, а пленки анодных оксидов с положительным электрическим зарядом (оксиды ниобия и тантала) ускоряют его. Даны рекомендации по использованию покрытий с отрицательным электрическим зарядом в качестве покрытий имплантатов для обеспечения тромборезистентного эффекта. Оксиды вентильных металлов с положительным зарядом могут быть использованы при обработке ран для остановки кровотечения.

The formation of films of valve metal oxides of the aluminum, zirconium, titanium, tantalum, niobium series with a thickness of about 100 nm by electrochemical anodization in an electrolyte based on a 1 % aqueous solution of citric acid is considered. The effect of films of anodic oxides of valve metals with a built-in electret charge on the process of blood hemostasis when it contacts the surface of oxide films is studied. It is found that films of oxides with a negative electric charge (oxides of aluminum and zirconium) slow down the process of blood hemostasis, and films of anodic oxides with a positive electric charge (oxides of niobium and tantalum) accelerate it. Recommendations are given for the use of coatings with a negative electric charge as implant coatings to ensure a thromboresistant effect. Positively charged valve metal oxides can be used in wound treatment to stop bleeding.

оксидные пленкиэлектрохимическое анодированиевстроенный электрический зарядгемостаз кровитромборезистентностьoxide filmselectrochemical anodizingbuilt-in electric chargeblood hemostasisthromboresistanceРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект от 1 марта 2024 г. № Т24В-009).ReferencesEfficiency of Avalanche Light-Emitting Diodes Based on Porous Silicon / S. K. Lazarouk [et al.] // Semiconductors. 2005. Vol. 39, No 1. P. 136–138.Lazarouk S. K., Leshok A. A., Labunov V. A., Borisenko V. E. (2005) Efficiency of Avalanche Light-Emitting Diodes Based on Porous Silicon. Semiconductors. 39 (1), 136–138.Anodic Nanoporous Titania for Electro-Optical Devices / S. Lazarouk [et al.] // Japanese Journal of Applied Physics. 2007. Vol. 46.Lazarouk S., Xie Z., Chigrinov V., Kwok H. (2007) Anodic Nanoporous Titania for Electro-Optical Devices. Japanese Journal of Applied Physics. 46.Visible Electroluminescence from Al-Porous Silicon Reverse Bias Diodes Formed on the Base of Degenerate N-Type Silicon AF / S. Lazarouk [et al.] // MRS Online Proceedings Library Archive. 1996. Vol. 358. P. 659–664.Lazarouk S., Bondarenko V., Pershukevich P., Monica S., Maiello G. (1996) Visible Electroluminescence from Al-Porous Silicon Reverse Bias Diodes Formed on the Base of Degenerate N-Type Silicon AF. MRS Online Proceedings Library Archive. 358, 659–664.Electroluminescence from Aluminum-Porous Silicon Reverse-Biased Schottky Diodes Formed on the Base of Highly Doped N-Type Polysilicon / S. Lazarouk [et al.] // Thin Solid Films. 1996. Vol. 276, No 1. P. 296–298.Lazarouk S., Bondarenko V., Monica S., Maiello G., Masini G. (1996) Electroluminescence from Aluminum-Porous Silicon Reverse-Biased Schottky Diodes Formed on the Base of Highly Doped N-Type Polysilicon. Thin Solid Films. 276 (1), 296–298.Stable Electroluminescence of Nanostructured Silicon Embedded into Anodic Alumina / P. Katsuba [et al.] // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. 2009. Vol. 41, No 6. P. 931–934.Katsuba P., Jaguiro P., Lazarouk S., Smirnov A. (2009) Stable Electroluminescence of Nanostructured Silicon Embedded into Anodic Alumina. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. 41 (6), 931–934.Si-Based Optoelectronic Couple / P. Jaguiro [et al.] // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. 2009. Vol. 41, No 6. P. 1094–1096.Jaguiro P., Katsuba P., Lazarouk S., Moore S., Smirnov A. (2009) Si-Based Optoelectronic Couple. Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. 41 (6), 1094–1096.3D Silicon Photonic Structures Based on Avalanche LED with Interconnections Through Optical Interposer / S. K. Lazarouk [et al.] // International Journal of Nanoscience. 2019. Vol. 18.Lazarouk S. K., Leshok A. A., Kozlova T. A., Dolbik A. V., Vi L. D., Ilkov V. K. (2019) 3D Silicon Photonic Structures Based on Avalanche LED with Interconnections Through Optical Interposer. International Journal of Nanoscience. 18.Влияние поверхностного потенциала анодных алюмооксидных пленок на их зарядовые свойства / В. Л. Динь [и др.] // Доклады БГУИР. 2019. Т. 5, № 123. С. 72–78.Din V. L., Kupreeva O. V., Dudich V. V., Filipenya V. A., Lazarouk S. K. (2019) The Influence of the Surface Potential of Anodic Alumina Films on Their Charging Properties. Doklady BGUIR. 5 (123), 72–78 (in Russian).Биоактивные покрытия на основе оксидов титана и тантала для титановых имплантатов / С. И. Багаев [и др.] // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. науч. тр., в 2 кн. Минск: Физ.-техн. ин-т Нац. акад. наук Беларуси, 2021. Кн. 1. С. 250–263.Bagayev S. I., Smyaglikov I. P., Lazarouk S. K., Kupreeva O. V. (2021) Bioactive Coatings Based on Titanium and Tantalum Oxides for Titanium Implants. Modern Methods and Technologies for Creating and Processing Materials, Collection of Scientific Papers, in 2 Books, Book 1. Minsk, Physical-Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus. 250–263 (in Russian).Влияние морфологии поверхности титановых имплантатов на реакцию со стороны костной ткани / О. В. Купреева [и др.] // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. науч. тр. XII Междунар. науч.-техн. конф., в 3-х кн. Минск: Физ.-техн. ин-т Нац. акад. наук Беларуси, 2017. С. 174–178.Kupreeva O. V., Bagayev S. I., Mazurenko A. N., Dudich O. N., Krasilnikova V. L. (2017) The Influence of Titanium Implant Surface Morphology on the Reaction of Bone Tissue. Modern Methods and Technologies for Creating and Processing Materials, Collection of Scientific PAPERS of the XII International Scientific and Technical Conference, in 3 Books. Minsk, Physical-Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus. 174–178 (in Russian).Ткаченко, С. С. Электростимуляция остеорепарации / С. С. Ткаченко, В. В. Руцкий. Л.: Медицина, 1989.Tkachenko S. S., Rutsky V. V. (1989) Electrostimulation of Osteoreparation. Leningrad, Medicine Publ. (in Russian).Бочаров, М. Е. Электрическая составляющая кровообращения / М. Е. Бочаров // Концепт. 2015. Т. 13. C. 2511–2515.Bocharov M. E. (2015) Electrical Component of Blood Circulation. Concept. 13, 2511–2515 (in Russian).Сравнительные исследования легированных оловом тонкопленочных структур оксида индия различной толщины на стеклянной подложке для биомедицинских приложений сепарации и концентрирования клеток цельной крови / А. И. Драпеза [и др.] // Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. науч. тр., в 2 кн. Минск: Физ.-техн. ин-т Нац. акад. наук Беларуси, 2022. Кн. 2. С. 91–101.Drapeza A. I., Lazarouk S. K., Khmelnitsky A. I., Loban V. A., Orekhovskaya T. I., Dolbik A. V., et al. (2022) Comparative Studies of Tin-Doped Indium Oxide Thin-Film Structures of Different Thickness on a Glass Substrate for Biomedical Applications of Whole Blood Cell Separation and Concentration. Modern Methods and Technologies for the Creation and Processing of Materials: A Collection of Scientific Papers, in 2 Books, Book 2. Minsk, Physicotechnical Institute of the of the National Academy of Sciences of Belarus. 91–101 (in Russian).Изучение электрокинетических возможностей сепарации и концентрирования бактерий (S. aureus) в цельной крови четырехэлектродным биосенсорным чип-форматом с прозрачными микроэлектродами / А. И. Драпеза [и др.] // Доклады БГУИР. 2022. Т. 20, № 5. С. 73–81.Drapeza A. I., Lazaruk S. K., Skorokhod G. A., Loban V. A., Orekhovskaya T. I., Khmelnitsky A. I., et al. (2022) Study of Electrokinetic Capabilities of Separation and Concentration of Bacteria (S. Aureus) in Whole Blood Using a Four-Electrode Biosensor Chip Format with Transparent Microelectrodes. Doklady BGUIR. 20 (5), 73–81 (in Russian).Оптимизация состава среды и размеров конструкционных элементов биопроцессорного чипа-формата c NI микроэлектродами для разделения и концентрации S. aureus в модельных условиях и в цельной крови / А. И. Драпеза [и др.] // Медэлектроника–2020. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии: сб. науч. ст. XII Междунар. науч.-техн. конф., г. Минск, 10 дек. 2020 г. Минск: Белор. гос. ун-т информ. и радиоэлек., 2020. С. 163–169.Drapeza A. I., Lazarouk S. K., Gudkova E. I., Loban V. A., Orekhovskaya T. I., Khmelnitsky A. I., et al. (2020) Optimization of the Composition of the Medium and the Sizes of the Structural Elements of the Bioprocessor Chip-Format with NI Microelectrodes for the Separation and Concentration of S. Aureus Under Model Conditions and in Whole Blood. Medelectronics–2020. Medical Electronics and New Medical Technologies: Collection of Scientific Articles of the XII International Scientific and Technical Conference, Minsk, Dec. 10. Minsk. Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics. 163–169 (in Russian).Effect of the Surface Structure of Titanium Implants on the Response to the Bone Tissue / S. K. Lazarouk [et al.] // Physics, Chemistry and Application of Nanostructures. 2017. P. 433–436.Lazarouk S. K., Kupreeva O. V., Dudich O. N., Krasilnikova V. L., Bahayeu S. I. (2017) Effect of the Surface Structure of Titanium Implants on the Response to the Bone Tissue. Physics, Chemistry and Application of Nanostructures. 433–436.Влияние поверхностной структуры титановых имплантатов на реакцию со стороны костной ткани / С. К. Лазарук [и др.] // Доклады БГУИР. 2016. Т. 1, № 95. С. 100–103.Lazarouk S. K., Kupreeva O. V., Isaev D. V., Gorbachev F. A., Lastovka A. S. (2016) The Influence of the Surface Structure of Titanium Implants on the Reaction of Bone Tissue. Doklady BGUIR. 1 (95), 100–103 (in Russian).Оптические свойства анодного оксида титана и его применение в челюстно-лицевой хирургии / Е. А. Гвоздовская [и др.] // Доклады БГУИР. 2016. Т. 5, № 99. С. 48–53.Gvozdovskaya E. A., Timoshevich I. V., Korzun K. A., Lazarouk S. K., Kupreeva O. V., Isaev D. V., et al. (2016) Optical Properties of Anodic Titanium Oxide and Its Application in Maxillofacial Surgery. Doklady BGUIR. 5 (99), 48–53 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.