Перейти к основному содержанию
Реклама
Прямой эфир
Происшествия
Число пострадавших при обстреле ВСУ Брянской области выросло до пяти
Наука и техника
На Земле началась неожиданная магнитная буря
Экономика
В МИД Бразилии сообщили о расширении поставок мяса и рыбы в Россию
Происшествия
ПВО сбила три беспилотника над Белгородской областью
Мир
Хуситы заявили о непричастности к повреждениям кабелей в Красном море
Общество
В Смоленской области арестовали организатора и 11 членов созданной в 1990-х ОПГ
Мир
Британия заявила об отсутствии планов по «широкомасштабной» отправке войск на Украину
Экономика
Стоимость биткоина превысила $57 тыс. впервые с 1 декабря 2021 года
Армия
Минобороны РФ подтвердило уничтожение первого танка Abrams в зоне СВО
Мир
Лавров заявил, что РФ не оправдывает атаки хуситов на суда
Мир
Власти Литвы признали угрозой нацбезопасности почти 400 россиян
Мир
В Варшаве 10 тыс. фермеров вышли на марш в центре города
Мир
Беженцев в Германии решили привлечь к выполнению общественных работ
Авто
В Белоруссии начнут выдавать водительские права сроком на 20 лет
Армия
Российские силы за неделю выбили ВСУ из трех населенных пунктов в ДНР
Главный слайд
Начало статьи
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Российские ученые разработали биоподобные материалы, которые в уменьшенном виде вводятся в организм и принимают нужную форму уже внутри тела. Разработка основана на эффекте памяти формы. Предложенные технологии полезны для создания биоразлагаемых имплантатов и средств адресной доставки лекарств и клеточного материала к внутренним органам без ущерба для кожных покровов и остальных тканей. Новые материалы были получены на основе полилактида, который обладает биосовместимыми и биоразлагаемыми свойствами.

Новое — хорошо забытое старое

Исследователи Университета МИСИС разработали биоподобные аналоги живых тканей, которые могут в виде небольших «свертков» вводиться в организм и расправляться внутри тела, принимая нужную заранее запрограммированную форму. В основе разработки — полимеры с эффектом памяти формы. Это материалы, которые способны «запомнить» свой первоначальный облик, измениться под действием определенных стимулов и затем вновь восстановить исходное состояние. Такие свойства дают возможность производить лечение внутренних органов без повреждения внешних покровов и остальных тканей.

Интересно, что новые материалы были получены на основе полилактида. Это вещество хорошо известно в медицине как безопасный материал, который зарекомендовал себя высокими биосовместимыми и биоразлагаемыми свойствами. В частности, из полилактида изготавливают нити для сшивания ран и протезы для внутренних органов.

В свою очередь, специалисты нашли в этом материале новые свойства и сумели модифицировать его таким образом, чтобы придать способность восстановить после произведенной деформации исходно заданную форму.

— Этот эффект обусловлен структурой модифицированного материала. В частности, в полимере молекулярные цепочки могут содержать мягкие и жесткие сегменты. Они одинаковы при обычных условиях, но по-разному ведут себя при их изменении, — рассказала «Известиям» инженер Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии Университета МИСИС Полина Ковалева.

Например, при нагревании мягкие сегменты становятся вязкими и текучими, пояснила она. В таком состоянии материал легко деформировать. Затем его охлаждают и фиксируют временную форму. При следующем нагревании мягкие сегменты высвобождают запасенную энергию и восстанавливают исходный облик материла.

По словам ученого, у полимеров с эффектом памяти формы существует ряд объективных преимуществ по сравнению с аналогичными металлическими материалами. В том числе у них больше возможностей по изменениям, которые можно заложить в память формы, и ими легче управлять. Также полученные полимеры способны биодеградировать, то есть разрушаться, когда потребность в них заканчивается.

исследование

Инженеры НОЦ биомедицинской инженерии Университета МИСИС Анна Зимина и Полина Ковалева

Фото: пресс-служба Университета МИСИС

— Наша разработка — это нетканый волокнистый материал. Внешне он похож на «ватку» или «бумажку» и состоит из множества слоев волокон. Такую структуру можно сжать, зафиксировать и в уменьшенном виде поместить внутрь организма. Заняв нужную позицию, имплантат под воздействием температуры тела самостоятельно восстановит первоначально заданную форму и станет частью конструкции внутреннего органа, — объяснила специалист.

Живые структуры

По своим свойствам предложенные материалы напоминают межклеточное волокнистое вещество — матрикс, — что позволяет их также использовать для тканевой инженерии, пояснила Полина Ковалева. То есть такие полимеры можно насыщать живыми клетками для выращивания тканей и фрагментов внутренних органов с нужными параметрами. В частности, такая технология оптимальна для создания структур со сложной геометрией. Например, кровеносных сосудов или трубчатых органов.

— Клеткам комфортнее заселять ровную поверхность. Иначе они сконцентрируются в нижней части конструкции. Поэтому в мире разрабатывают системы для равномерного переворачивания заготовок с клетками. Наши технологии гораздо проще. Мы заселяем заготовку в плоском виде, а потом внутри тела активируем память формы, чтобы конструкция приняла правильный облик, — объяснила она.

По ее словам, разработка также будет полезна для адресной доставки лекарственных веществ внутрь организма. Кроме того, можно химически привязать к волокнам различные белки, чтобы транспортировать их к внутренним органам и запускать в нужном месте регенеративные функции.

операция
Фото: Global Look Press/Bulkin Sergey

— Вариантов применения предложенной технологии много, поскольку были разработаны только материалы-основы и исследованы способы управления ими. Дальнейшее развитие технологии зависит от запросов и потребностей со стороны профессионального сообщества, — сообщила специалист.

Она добавила, что, в частности, в ходе исследования, была создана тонкая пленка с эффектом памяти формы. При подкожном воспалении ее можно малоинвазивно (через микроотверстия) доставить к поврежденным тканям. Пленка будет неощутима для организма, а по прибытии на место она самостоятельно развернется на всю площадь воспаления и окажет полезное действие благодаря препарату, которым предварительно была пропитана.

— Полимеры с эффектом памяти формы могут стать хорошим подспорьем в лицевой хирургии. В этой сфере у специалистов зачастую в распоряжении только небольшое оперативное пространство, где много жизненно важных органов. Поэтому возникает задача, как произвести операцию и на причинить существенный вред, — рассказала «Известиям» заведующая лабораторией молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга Московского физико-технического института Елена Петерсен.

Она отметила, что с таким же ограничением врачи сталкиваются при оперативном вмешательстве в другие области человеческого тела.

— Преимущества материалов на основе полилактида — их относительная дешевизна. Поэтому они широко востребованы в медицине и находят применение в разных ее областях. Материалы с эффектом памяти формы также будут полезны и расширят арсенал врачей в сфере восстановительной медицины, — считает директор Научно-клинического центра прецизионной и регенеративной медицины Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Альберт Ризванов.

Он добавил, что такие материалы можно использовать и для доставки препарата, и как матрицу для клеточной терапии. Однако, по словам эксперта, в настоящее время исследование находится на концептуальном этапе. И в дальнейшем потребуются значительные усилия для внедрения предложенных материалов в клиническую практику.

Прямой эфир