Новости дня

23 ноября 2021, 09:23

Уникальный материал для имплантологии создали в России

Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с зарубежными коллегами и исследователями Томского политехнического университета создали материал, способный найти широкое применение в хирургии. Конструкции из нового материала могут быть использованы в инженерии костной ткани (имплантологии) для восстановления хрящей, создания раневых повязок и шовных нитей.

Известно, что электростимуляция позволяет ускорить восстановление костных дефектов, например, переломов или трещин. Поэтому широкое внимание ученых сегодня привлекают пьезоэлектрические материалы, способные преобразовывать механическую энергию в электрическую энергию и наоборот, передает РИА «Новости» со ссылкой на статью в журнале Nano Energy.

Кроме того, при лечении некоторых заболеваний требуются биоразлагаемые имплантаты, которые с течением времени растворяются в организме и не требуют повторного хирургического вмешательства для своего удаления, что снижает риски воспаления. Также эти имплантаты должны обладать упорядоченной трехмерной структурой и определенными механическими свойствами для восстановления поврежденного участка костей.

Таким образом, современная регенеративная медицина, в частности, костная имплантология, нуждается в разработке новых умных пьезоэлектрических материалов, которые способны одновременно биоразлагаться и оказывать электрическую/механическую стимуляцию клеток и тканей организма. Решение этой сложной задачи требует междисциплинарного подхода.

Ученые УрФУ вместе с коллегами из Томского политеха и учеными из Бельгии, Германии и Португалии разработали биоразлагающиеся трехмерные конструкции, «скаффолды», на основе волокон полимера поли-3-оксибитурата с увеличенным пьезоэлектрическим откликом (до 2,5 раз) и зарядом поверхности (до 9,5 раз).

Исследователи впервые детально изучили структурные и молекулярные изменения в полимерном композите, вызванные добавлением наноразмерного агента на основе оксида графена. Кроме того, они впервые в мире продемонстрировали пьезоотклик самого поли-3-оксибутирата на наноуровне.

При решении задачи использовался давно известный науке биосовместимый и биоразлагающийся синтетический полимер – поли-3-оксибутират (ПОБ). Этот полимер обладает пьезоэлектрическими свойствами, которые по своим значениям близки к свойствам костного коллагена, хотя и уступают характеристикам не биоразлагающихся аналогов.

Для улучшения пьезосвойств ПОБ ученые решили использовать биосовместимый наноразмерный восстановленный оксид графена (ВОГ). Химические особенности и высокая удельная площадь поверхности этого вещества позволяют использовать его для доставки лекарств. Используя ПОБ и ВОГ, авторы исследования разработали новые биоразлагающиеся трехмерные полимерные скаффолды с усиленным пьезоэлектрическим откликом и потенциалом (зарядом) на поверхности.

Подобных материалов, которые сочетали бы в себе биосовместимость, биоразлагаемость, пьезоэлектрические свойства и возможность получения трехмерной структуры с заданными механическими свойствами, очень мало. Поэтому новая разработка может найти широкое применение в медицине, отметил заведующий лабораторией наноразмерных сегнетоэлектрических материалов УрФУ Андрей Холкин.

«Для получения наших скаффолдов мы применяли метод электроформования, который отличается простотой и уникальной возможностью контролировать размеры полимерных волокон на наноуровне. Для проведения детального изучения структуры и свойств разработанных скаффолдов, мы использовали целый комплекс высокоточных аналитических методов, от растровой микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии до пьезоэлектрической силовой микроскопии, в которой наша лаборатория является мировым лидером», – сказал Холкин.

Сегодня разработанные скаффолды проходят биологические исследования, которые после успешного завершения потребуют проведения полного спектра доклинических испытаний. Авторы надеются на их широкое применение в медицинской практике в ближайшем будущем.

Ранее термоядерный компонент уникального гибридного реактора создали и испытали специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с другими российскими учеными. Разрабатываемая система, по словам авторов, будет отличаться безопасностью, экономностью и компактностью.

Текст: Дмитрий Зубарев

Вам может быть интересно

В Сочи временно ограничили доступ на набережные и пляжи
Темы дня

Бездомная старушка довела фаворита Китая до политического краха

Решение испанского премьера Педро Санчеса назначить досрочные выборы в парламент – это почти гарантированное политическое самоубийство неординарного лидера, которого пытались убрать власти США, НАТО, ЕС и Израиля. Но то, что не получилось у них, удалось скромной старушке.

Арест экс-главы разведки ФРГ положит начало охоте на шпионов в Германии

В Германии разгорается крупнейший шпионский скандал последних лет: по статье «госизмена» арестован бывший глава BND Август Ханнинг. Его подозревают в передаче секретных сведений, в том числе о российской армии и иранской ядерной программе. Эксперты предупреждают: дело способно серьезно ударить по немецким спецслужбам и вскрыть уязвимости всей системы безопасности ФРГ.

В Киеве начались отключения электроэнергии

Гендиректор нефтетрейдера Vitol заявил об исчерпании запасов нефти на Западе

Эксперты объяснили, как людям и растениям пережить стресс от включения отопления

Новости

Россия вошла в тройку лидеров в мире по запасам титана

Россия вошла в тройку мировых лидеров по объемам запасов титана, уступая лишь Китаю и Австралии, сообщили в Минприроды.

Архитектор раскрыл срок службы современных жилых домов

Первый вице-президент Союза московских архитекторов Тигран Бадалян сообщил, что расчетный срок службы основных конструкций в современных массовых жилых домах составляет около 50 лет.

Чиновники Одессы наказаны за использование русского языка

В Одесской области Украины на чиновников составлены административные протоколы за использование русского языка, сообщили в офисе уполномоченного по защите госязыка на Украине.

Макрон созвал экстренное совещание из-за массовых протестов школьников

Президент Франции Эммануэль Макрон решил провести экстренное совещание с министрами на фоне массовых протестов учащихся в стране, сообщил телеканал BFMTV.

В МИД призвали решать проблемы Южного Кавказа без вмешательства извне

Ключевые проблемы Южного Кавказа должны решаться государствами региона и их соседями без навязывания рецептов извне, заявил директор четвертого департамента стран СНГ МИД России Михаил Калугин.

Собран штаб по ликвидации последствий атаки на танкер «Афрамакс Рио»

Министр транспорта Андрей Никитин провел заседание штаба по ликвидации последствий атаки на танкер «Афрамакс Рио» у побережья Черного моря, сообщили в пресс-службе Минтранса.

Хуситы заявили об отражении наступления сил Йемена на Баб-эль-Мандебский пролив

Шиитское движение «Ансар Аллах» (хуситы) отбило атаки проправительственных войск Йемена, пытавшихся пробиться к Баб-эль-Мандебскому проливу, заявил военный представитель хуситов Яхья Сариа.

Захарова: В Париже полиция месит своих же детей

Полицейские методы борьбы с протестующей молодежью в Париже удивили официального представителя МИД Марию Захарова, которая высказалась о происходящем в европейской стране по отношению к правам человека.

Экс-глава Google Шмидт указал на ужас Запада перед «Рассветом»

Россия находится на этапе развертывания спутниковой сети «Рассвет», а страны Запада уже в ужасе от будущих возможностей ее использования, рассказал бывший глава Google и технический консультант Эрик Шмидт.

Выжившая после казни американка Пайк пришла в сознание

Приговоренная к смертной казни американка Криста Пайк была госпитализирована и находилась на аппарате искусственной вентиляции легких в течение нескольких дней после того, как пережила две смертельные инъекции, а теперь она пришла в сознание, сообщили ее адвокаты.

Песков озвучил планы Путина в день рождения

Президент России Владимир Путин в день 74-летия будет работать согласно графику и проведет ряд телефонных переговоров.

Экс-депутат Госдумы Романов отправился служить в зону спецоперации

Бывший депутат Госдумы от Петербурга Михаил Романов принял решение отправиться на военную службу в зону проведения специальной военной операции.
Мнения

Игорь Мальцев: Левый фронт зашел Европе с тыла

Правого разворота в Европе, судя по всему, не будет. Мы тупо потратили время, его обсуждая. Будет электоральный захват власти левыми экстремистами, поддерживаемыми миллионами этнических «избирателей».

Сергей Худиев: Почему у ИИ никогда не будет сознания

На наших глазах происходит столкновение двух религий – христианства и веры в пришествие разумного и самосознающего искусственного интеллекта, которому уготовано сменить человечество в качестве доминирующего разумного вида на планете.

Ольга Андреева: Как Сталин и Булгаков боролись с украинским национализмом

Сталин пытался защитить шедевр Булгакова «Дни Турбиных», но украинцы жаждали крови. На Украине, возмущались они, борются с великодержавным шовинизмом, а вот в РСФСР с великодержавным шовинизмом борются недостаточно. В итоге Сталин сдался – и в 1929 году пьесу из репертуара МХАТа сняли. Но победа украинского национализма была временной.
Вопрос дня

Как были обретены мощи святого князя Дмитрия Донского