Российские учёные совместно с коллегами из Китая представили биорезорбируемый имплантат на основе магнитоэлектрических наноматериалов для стимуляции роста сосудов, костной и нервной тканей, изготовленный методом 3D-печати. Об этом сообщили в пресс-службе НИТУ МИСИС.
Технология увеличила скорость образования костной ткани в 4,6 раза, а количество нервных волокон в зоне повреждения — в 3,1 раза. Электрический сигнал для стимуляции роста возникает непосредственно внутри изделия под действием внешнего магнитного поля, поэтому не нужны электроды и проводные источники питания. Сам имплантат со временем растворяется в организме.
Почему это важно
Электрические сигналы участвуют в работе нервных клеток и восстановлении тканей. Обычно для электростимуляции нужны электроды, которые размещают в зоне воздействия и подключают к внешнему источнику питания. Такая процедура инвазивна, повышает риск инфекции и требует дополнительного оборудования. Учёные предложили использовать магнитоэлектрические нанокомпозиты, способные индуцировать электрический заряд внутри имплантата под действием магнитного поля.
Что сделали
Специалисты НИТУ МИСИС и Томского политехнического университета вместе с коллегами из Шанхайского университета керамики Китайской академии наук напечатали биорезорбируемый имплантат на 3D-принтере и встроили в него магнитоэлектрические наночастицы. Изделие работает как беспроводной преобразователь: магнитное поле воздействует на наночастицы, и они за счёт магнитоэлектрического эффекта индуцируют электрический сигнал.
Кроме того, учёные НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Сколтеха, ИТМО, МГУ имени М. В. Ломоносова и ДГУ продемонстрировали новые экспериментальные возможности измерения локального электрического отклика в магнитоэлектрических нанокомпозитах. Они также предложили концепт сверхбыстрого термически индуцированного магнитоэлектрического эффекта, который может использоваться для нейростимуляции.
Руководитель научной группы лаборатории функциональных низкоразмерных структур НИТУ МИСИС Абдулкарим Амиров отметил, что серия работ с этими результатами стала итогом многолетних исследований магнитоэлектрических нанокомпозитов разного типа — наночастиц, нановолокон и других — как перспективных платформ для приложений от нейростимуляции и регенеративной медицины до катализа. По его словам, результаты важны для понимания природы и механизмов магнитоэлектрического эффекта в наноматериалах. Большие надежды учёные возлагают на предложенный концепт сверхбыстрого магнитоэлектрического эффекта в композитах на основе сплава железа и родия, который требует дальнейших исследований.