ТОМСК, 27 января. /ТАСС/. Биоразлагаемые конструкции — скэффолды — с эффектом памяти формы разработали и напечатали на 3D-принтере ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с другими исследователями. Образцы обладают свойствами, позволяющими «программировать» характеристики, включая их способность восстанавливать форму после деформации, что позволит в будущем создавать имплантаты, которые будут легче интегрироваться в организм человека, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
В министерстве отметили, что проблема восстановления костной ткани, особенно при наличии критических дефектов, остается одной из наиболее сложных задач в медицине. Для ее решения требуются имплантаты с заданными механическими характеристиками, которые способны обеспечивать как механическую стабильность, так и стимуляцию регенерации костной ткани. Скэффолды — это конструкции, которые имитируют структуру внеклеточного каркаса. При имплантации клетки живой ткани заполняют скэффолд и формируют новые ткани в месте травмы.
«Разработанные материалы продемонстрировали значительный эффект памяти формы. Исследования показали, что композитные скэффолды на основе полимолочной кислоты (PLA) с добавлением наночастиц магнетита (Fe3O4) при воздействии горячей воды восстанавливают свою первоначальную форму на 85%, тогда как чистые скэффолды PLA достигают 75% восстановления. Максимальная скорость восстановления формы была отмечена у скэффолдов с наименьшим коэффициентом заполнения», — сказано в сообщении.
Исследования также показали, что эффект памяти формы сохраняется для образцов с различной геометрией, все они продемонстрировали полное восстановление форм. Политехники создали несколько вариантов скэффолдов с разным коэффициентом заполнения (100%, 70%, 50% и 30%), которые затем исследовали методами рамановской спектроскопии, рентгеновской дифракции и другими.
«Имплантаты, основанные на PLA и Fe3O4, открывают множество возможностей персонализированного восстановления и регенерации костей, а также могут лечь в основу передовых биомедицинских приложений, например, создания искусственных мышц и мягкой робототехники», — приводятся в сообщении слова одного из авторов исследования, директора международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Романа Сурменева.
Вместе с учеными ТПУ над исследованием работали ученые из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Томского госуниверситета и Университета Авейру (Португалия). Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда и администрации Томской области. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Advanced Composites and Hybrid Materials (Q1, IF: 23,2).
