В Томске созданы скэффолды с эффектом памяти формы
фото: freepik
Биоразлагаемые конструкции с эффектом памяти формы разработали и напечатали на 3D-принтере ученые Томского политехнического университета совместно с другими исследователями. Образцы скэффолдов 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.
Проблема восстановления костной ткани, особенно при наличии критических дефектов, остается одной из наиболее сложных задач в медицине. Для ее решения требуются имплантаты с заданными характеристиками, которые способны обеспечивать механическую стабильность и стимулировать регенерации костной ткани. Скэффолды – конструкции, имитирующие структуру внеклеточного каркаса. Клетки живой ткани при имплантации заполняют скэффолд и формируют новые ткани в месте травмы.
Как показали исследования, новые 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.
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», – говорит директор международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Роман Сурменев.
Вместе с учеными ТПУ над исследованием работали ученые из Института физики прочности и материаловедения СО РАН, Томского госуниверситета и Университета Авейру (Португалия).
