Томские ученые с зарубежными коллегами создали материал для ускорения регенерации тканей
Ученые ТПУ с коллегами из португальского университета Авейру и других вузов создали полимерный биоразлагаемый материал для применения в медицинских имплантатах. По словам ученых, он производит электрические заряды, способные ускорять регенерацию тканей.
По словам научного сотрудника международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Романа Чернозема, материалы с пьезоэлектрическими свойствами (способностью производить электрический заряд) важны для регенеративной медицины. Все дело в том, что они могут производить заряд без внешнего источника электрической энергии — если материал деформировать, например, скрутить.
«Электрические импульсы помогают стимулировать восстановление живых тканей, таких как костная или нервная, после травмы. Однако хорошие пьезоэлектрики, как правило, не биодеградируемые. Биодеградация — очень важное свойство для имплантата: такой имплант не нужно извлекать после восстановления тканей, он просто распадается на безвредные составляющие. Нужно понимать, что извлечение — это новая операция, травмирование тканей и риск занесения инфекции», — отметил Роман Чернозем.
Внешне полученный учеными материал выглядит как ткань сероватого цвета, говорят в вузе. Волокна ткани имитирует строительные леса.
«Клетки буквально заполняют ее, формируя новые ткани в месте травмы», — отмечают ученые.
Материал ученым удалось сделать биоразлагаемым с хорошими пьезоэлектрическими свойствами. По словам директора исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Романа Сурменева, в мире таких полимеров существуют единицы.
«За основу мы взяли доступный биоразлагаемый полимер поли-3-оксибитурат, с которым ранее уже работали. В исходный полимерный раствор добавили нанохлопья восстановленного оксида графена. Эта добавка, как мы и прогнозировали, существенно изменила молекулярный состав и структуру полимера», — рассказал ученый.
Модель материала: ТПУ
«У полученных гибридных скэффолдов в 9,5 раза вырос электрический заряд (потенциал) на поверхности и в 2,5 раза — пьезоэлектрический отклик по сравнению с чистым немодифицированным полимером. Также впервые были изучены пьезоэлектрические свойства самого полимера на наноуровне», — сообщили в вузе.
Ученые отмечают, что пьезоэлектрические свойства разработанных гибридных биоразлагаемых материалов превосходят пьезоотклик костной ткани человека и коллагена.
Теперь специалисты будут исследовать, как новый материал взаимодействует с живыми клетками и тканями, чтобы использовать его в дальнейшем для изготовления биоразлагаемых имплантатов.
В вузе считают, что использовать материал можно будет для имплантатов в костно-тканевой инженерии, восстановления нервных и других жизненно важных типов тканей.
