Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с российскими коллегами разработали биомедицинские каркасы — скаффолды со структурой гироида, которые обладают эффектом памяти формы при физиологической температуре. Такое свойство делает материал перспективным для инженерии костной ткани, обеспечивая минимально инвазивное внедрение имплантата и потенциально улучшая его интеграцию с костью.
Скаффолды создаются с помощью 3D‑печати из биодеградируемого полилактида, пластифицированного полиэтиленгликолем. Добавление 10 мас.% полиэтиленгликоля снизило температуру стеклования полилактида до 36–39 °C, что позволяет «вспоминать» форму при нагреве до температуры тела. По лабораторным данным, скаффолды восстанавливают исходную форму на 97 % за 6 минут при 40 °C благодаря пористой структуре гироида, обеспечивающей равномерный теплообмен и проникновение жидкости.
Принцип работы каркаса заключается в следующем: биодеградируемый скаффолд формируется по форме дефекта кости, затем сжимается и охлаждается для получения временной компактной формы. Во время операции хирург вводит имплантат через небольшой разрез, и при нагреве до температуры тела скаффолд расширяется, точно заполняя дефект без механической подгонки. При необходимости в клинических условиях может применяться дополнительный локальный мягкий нагрев.
Ранее аналогичные исследования проводились при более высоких температурах (выше 60 °C), что было неприемлемо для живых тканей. Новая разработка позволяет безопасно применять эффект памяти формы непосредственно в организме человека.
Читайте ещё материалы по теме:
- Учёные из МФТИ создали гибкие сенсоры для «умных» протезов
- Роскосмос разрабатывает уникальные протезы «Актив-2» с микропроцессорным управлением
- Первый в России роботизированный протез стопы создают сибирские учёные
