Нанорезина вместо живой ткани
При разработке изделий для медицинского применения существует большой спрос на новые натуральные материалы, лучшие для интеграции с организмом человека. Введение искусственных материалов сопряжено со многими рисками, в частности, с серьезными инфекциями. Кроме того, важно, чтобы они были безопасны.
Исследователи из Технологического университета Чалмерса, Швеция, создали новый материал с уникальным набором свойств, который может служить заменой человеческой ткани в медицинских процедурах. Воодушевленные биологическими принципами конструирования, они создали плотный упорядоченный мезопористый эластомер путем самосборки нецитотоксичных полимеризуемых амфифильных трехблочных полимеров и гидрофобных полимеров. Он сшит ковалентными связями и физическими гидрофобными взаимодействиями, которые упорядочены на наноуровне, формируя гексагональное расположение нановолокон.
Источник: статья в ACS Nano.
Вопреки планам исследователей, новый материал оказался непригодным для замены костной ткани: он был очень мягким, гибким и эластичным.
Результаты показали, что новый эластомер может быть использован в случаях, когда требуется необычное сочетание свойств – высокая эластичность, простота обработки и биосовместимость.
Новый материал может быть пригоден для различных медицинских применений. Например, напечатанный на 3D «нос» показывает, как материал может выступать в качестве возможной замены хряща. Источник: пресс-релиз Chalmers University of Technology.
Первое применение нового материала, которое исследовали авторы – это мочевые катетеры. Поверхность может быть сконструирована таким образом, чтобы предотвратить рост бактерий.
Структура новой нанорезины позволяет обрабатывать ее поверхность таким образом, чтобы придать ей антибактериальные свойства естественным и безопасным способом: путем нанесения антимикробных пептидов, которые являются частью врожденной иммунной системы человека. Это снижает потребность в антибиотиках – важное свойство в свете борьбы с растущей устойчивостью к ним.
Мягкость и гибкость позволяют вводить медицинские изделия из нового материала в организм через небольшие разрезы с помощью специальных инжекторов, напоминающих шприцы. Внутри тела они расправляются и принимают заданную форму. Это позволит избежать объемных травмирующих операций.
Изделия из нового эластомера могут быть напечатаны на трехмерном принтере.
Еще одним преимуществом является наличие трехмерно упорядоченных нанопор, которые могут быть наполнены препаратами для самых разных терапевтических целей, например, улучшения заживления и уменьшения воспаления. Это позволяет проводить локальное лечение, избегая побочных эффектов системной терапии.
Существует много заболеваний, при которых хрящ разрушается и возникает трение между костями, причиняя сильную боль больному. Новый материал может заменить хрящ в этих случаях.
Поскольку новый материал нетоксичен, он также будет полезен в пластической хирургии в качестве наполнителя для изменения контуров лица.
Изобретение запатентовано.
Статья A.K.Rajasekharan et al. Tough Ordered Mesoporous Elastomeric Biomaterials Formed at Ambient Conditions опубликована в журнале ACS Nano.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Chalmers University of Technology: Nanostructured rubber-like material with optimal properties could replace human tissue.