23 Ноября 2021
МОСКВА, 23 ноября. Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с зарубежными коллегами и исследователями Томского политехнического университета реализовали новый материал, способный использовать широкое применение в хирургии. По словам авторов, конструкции из нового материала могут быть использованы в инженерии костной ткани (имплантологии) для восстановления хрящей, создания раневых повязок и шовных нитей. Исследование опубликовано в журнале Nano Energy.Известно, что электростимуляция позволяет возбудить восстановление костных дефектов, например, переломов или трещин. Поэтому широкое внимание ученых сегодня привлекают пьезоэлектрические материалы, способные преобразовывать механическую энергию в электронную энергию и наоборот.
Кроме того, при лечении некоторых заболеваний требуются биоразлагаемые имплантаты, которые с течением времени растворяются в организме и не требуют повторного хирургического вмешательства для своего удаления, что снижает риски воспаления. Также эти имплантаты должны располагать упорядоченной трехмерной структурой и определёнными механическими свойствами для восстановления поврежденного участка костей.
Таким образом, современная регенеративная медицина, в приватности, костная имплантология, нуждается в разработке новых умных пьезоэлектрических материалов, которые способны одновременно биоразлагаться и оказывать электрическую/механическую стимуляцию клеток и тканей организма. Решение этой сложной задачи спрашивает междисциплинарного подхода.
Ученые УрФУ вместе с коллегами из Томского политеха и учеными из Бельгии, Германии и Португалии разработали биоразлагающиеся хорошие конструкции, скаффолды, на основе волокон полимера поли-3-оксибитурата с увеличенным пьезоэлектрическим откликом (до 2, 5 раз) и зарядом поверхности (до 9, 5 раз).
Исследователи впервые детально изучили структурные и молекулярные изменения в полимерном композите, воспламенённые добавлением наноразмерного агента на основе оксида графена. Кроме такого, они впервые в согласье продемонстрировали пьезоотклик самого поли-3-оксибутирата на наноуровне.
При решении задачи использовался давно известный науке биосовместимый и биоразлагающийся синтетический полимер – поли-3-оксибутират (ПОБ). Этот полимер обладает пьезоэлектрическими свойствами, тот или другие по своим значениям близки к свойствам костного коллагена, хотя и уступают характеристикам не биоразлагающихся аналогов.
Для улучшения пьезосвойств ПОБ ученые решили использовать биосовместимый наноразмерный улучшенный оксид графена (ВОГ). Химические особенности и высокая удельная площадь поверхности этого соединения позволяют использовать его для перевозки лекарств. Используя ПОБ и ВОГ, авторы исследования запустили новые биоразлагающиеся трехмерные полимерные скаффолды с усиленным пьезоэлектрическим откликом и потенциалом (зарядом) на поверхности.
Подобных материалов, которые сочетали бы в себе биосовместимость, биоразлагаемость, пьезоэлектрические свойства и возможность получения трехмерной структуры с заданными механическими свойствами, очень мало. Поэтому новая разработка может найти широкое применение в медицине, отметил заведующий лабораторией наноразмерных сегнетоэлектрических материалов УрФУ Андрей Холкин.
Сегодня разработанные скаффолды проходят биологические исследования, которые после благополучного завершения потребуют проведения полного комплекса доклинических испытаний. Авторы рассчитывают на их широкое применение в медицинской практике в ближайшем будущем.
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....