Ученые ТПУ разработали инновационные каркасы для регенерации костной ткани

Ученые Технического университета Петербурга (ТПУ) разработали композитные каркасы для регенерации костной ткани, используя пьезоэлектрический биодеградируемый полимер полигидроксибутирата в сочетании с магнитоактивными наполнителями. Эти скаффолды обладают уникальной микроволокнистой структурой и электроактивными свойствами, что позволяет ускорить процесс восстановления костной ткани. Исследование показало, что композитные каркасы успешно применялись для лечения дефектов бедренной кости у крыс, что подчеркивает их потенциальную эффективность. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

С учетом того, что миллионы людей по всему миру страдают от повреждений опорно-двигательного аппарата, необходимость разработки функциональных биоматериалов становится все более актуальной. Полигидроксибутират считается одним из самых перспективных материалов в регенеративной медицине благодаря своей высокой биосовместимости, биоразлагаемости и механической прочности. Команда ученых ТПУ, включая специалистов из Московского государственного университета и других исследовательских центров, совместила магнитоактивные технологии с пьезоэлектрическими свойствами для создания новых скаффолдов.

Эксперименты показали, что микроволокна каркасов имеют высокую пористость и шероховатость, что способствует лучшей адгезии клеток и ускоряет биодеградацию. Внедрение магнитоактивных наполнителей улучшает механические свойства скаффолдов и способствует образованию нанокристаллической структуры, что в свою очередь увеличивает прочность и эластичность материала. Исследование также акцентировало внимание на ферментативной биодеградации композитных каркасов, демонстрируя влияние магнитоактивных наполнителей на их устойчивость.

Результаты экспериментов продемонстрировали успешное восстановление костной ткани у крыс после переменной магнитной стимуляции, благодаря синергетическому эффекту, который связан с повышенной шероховатостью поверхности и наличием гидрофильных групп. Разработанные скаффолды открывают новые горизонты в создании имплантатов для восстановления и регенерации поврежденных костей, что может значительно улучшить качество жизни людей с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, предлагая более эффективные и безопасные методы лечения.