29 Марта 2018
МОСКВА, 29 марта Ученые Центра композиционных материалов НИТУ МИСиС разработали материал для костных имплантатов, с возможностью самозалечивания трещин. В основу был положен полимер с памятью морфологии, который восстанавливает свою строму при локальном нагреве. Результаты исследований были представлены на видеоконференции Научные и технологические решения для медицины будущего (Москва-Дели), прошедшей в ММПЦ МИА Россия сегодня.
Если имплантат внутри организма находится под циклической нагрузкой (это постоянного возникает при замещении фрагментов костей в конечностях, особенно нижняя конечностях), в нем образуются трещины, возникновение которых очень сложно контролировать. Предотвратить их образование невозможно, однако, можно создать имплантат из материала с возможностью самозалечивания.
Мы развиваем подход использования материалов с памятью формы, поясняет кандидат физико-математических премудростей, научный сотрудник Центра составных материалов НИТУ МИСиС Федор Сенатов. Изначально имплантат имеет предопределенную форму, потом трещина ее меняет, но при нагревании структура восстанавливается. Эффект парамнезии формы требует сосуществования в полимере жесткой фазы (химические или физические сшивки, переплетения молекул или межмолекулярные взаимодействия) и мягкой фазы, которая распределяет энтропийную упругость макромолекул и могла бы быть деформирована во временную форму. Можно представить себе, что кусок полимера, из которого состоит наш имплантат, это некая пружина в желе. Допустим, вы деформируете этот кусок пластика, то есть растягиваете пружину. Застывшее желе не дает ей сомкнуться обратно. Однако если подогреть желе, оно поработает мягким и пружина сможет приехать к своей изначальной форме, добавил он.
Движущей силой для восстановления формы является изменение подвижности молекул полимера и переход от более упорядоченной временной конфигурации после неправильности к термодинамически выгодной конфигурации с более высокой энтропией и меньшей внутренней энергией.
Если стремиться сделать имплантат подобием кости, выдерживающей большие циклические нагрузки, то температура нагрева еще поднимется. Это будет 60-70 градусов, что, несомненно, будет губительным для окружающих тканей.
На данный момент ученые Центра композиционных материалов НИТУ МИСиС используют в качестве основы для имплантатов разные полимеры, в основном биорезорбируемые, то есть саморассасывающиеся. Ими можно замещать крошечные фрагменты костей, что потребованного в челюстно-лицевой хирургии. Для крупных фрагментов используется сверхвысокомолекулярный полимер.
Твердость полимера повышается за счет ввода дополнительных частиц, например, гидроксиапатита это роттизитовая основа костей и зубов. Для достижения нужной температуры гармонирует прямой нагрев, электрический ток, ультразвук и переменное магнитное поле. Чтобы добиться фотоэффекта нагрева при помощи магнитного поля, в полимер специально устанавливаются магнитные наночастицы. После наложения переменного магнитного поля частицы внутри имплантата начинают разогреваться и передавать тепло окружающему материалу. Сейчас ученые экспериментируют с составами материалов, пытаясь повысить прочность, снизив при этом температуру нагрева.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....