Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в международной коллаборации разработали революционный материал для эффективного восстановления костей, кожи и нервной ткани. Их новая технология наделяет пьезоэлектрические полимеры уникальными свойствами, перспективными для восстановительной медицины.
Принцип пьезоэффекта в медицине
Пьезоэлектрический эффект – это способность материала генерировать электрический заряд при механическом воздействии. Человеческое тело содержит множество электрочувствительных клеток и тканей (например, костную). Материалы с биосхожими пьезосвойствами становятся все популярнее в регенеративной терапии.
Преодоление ключевого ограничения
Однако существующие пьезополимеры обладают низкой смачиваемостью водой и биосредами, что мешает клеткам закрепляться на поверхности для регенерации. Традиционные способы повышения смачиваемости ухудшают их пьезоэлектрический отклик. Разработанный метод лишен этого недостатка.
Суть технологии от экспертов ТПУ
"Электростимуляция естественным путем ускоряет восстановление кости. Наш пьезоимплантат может ускорять заживление переломов, – пояснил директор научного центра ИШХБМТ ТПУ Роман Сурменев. – Наш подход – нанесение слоя органических молекул – улучшает смачиваемость и клеточный отклик, сохраняя пьезосвойства основы".
Поли-3-оксибутират в основе решения
Прорыв достигнут за счет покрытия из ароматических солей диазония на поли-3-оксибутирате. Этот биосовместимый и биоразлагаемый пьезополимер уже применяется в медицине.
Точная настройка под задачи
"Управляя параметрами обработки (временем, концентрацией солей, мощностью УФ), мы регулируем функциональные группы на поверхности имплантата", – отметил доцент ИШХБМТ ТПУ Павел Постников. – Это позволяет адаптировать материал под конкретные клинические потребности.
Перспективы умных материалов
Пьезозаряд на поверхности имплантата создает электрополе, активирующее нужные клетки при контакте с тканями. Это относит разработку к новому поколению «умных» медицинских материалов для регенерации кости, кожи и нервов.
Международная коллаборация и будущее
Работа выполнена при поддержке РНФ (проект №18-73-10050) совместно с Гентским университетом (Бельгия). Далее коллектив углубит изучение материалов и создаст технологию доставки лекарств в имплантат для улучшения регенерации.
