Ученые Пермского Политеха и Университета Лафборо (Великобритания) приступили к исследованиям, направленным на создание уникальных биосовместимых имплантатов «нового поколения», оптимальная структура и состав которых будут похожи на живые ткани человека. В рамках проекта в Пермском Политехе будет создана лаборатория мирового уровня, где исследователи будут изучать механику биосовместимых материалов и устройств.
По словам Вадима Зильбершмидта, руководителя научной группы, члена Европейского механического общества (EUROMECH), Международной ассоциации по вычислительной механике и Американского общества инженеров-механиков (ASME), сегодня биомедицина переходит к решениям, направленным на потребности конкретных пациентов, и одно из перспективных направлений в данной сфере – это разработка биосовместимых изделий и устройств. Такие имплантаты должны максимально «повторять» внутреннюю структуру и биологические функции живых тканей, обеспечивая необходимую прочность, и не отторгаться.
«Цель нашего проекта – создать для этих изделий материалы с оптимальными свойствами и структурой и изучить их «поведение» после вживления», – комментирует Вадим Зильбершмидт.Биосовместимые имплантаты «нового поколения» востребованы во многих областях медицины: травматологии, ортопедии, хирургии, нейро- и кардиохирургии, тканевом инжиниринге и эндопротезировании. Например, к ним относятся скаффолды – временные «каркасы» для восстановления тканей, которые потом рассасываются, и стенты – трубки для расширения артерий при атеросклерозе. С помощью 3D-печати можно получить инновационные изделия с уникальными свойствами, которых не обеспечивают природные материалы, при этом аддитивные технологии позволяют создавать сложные конструкции различных форм и строения, «воспроизводя» структуру органов человека.
«Материалы обеспечат эффективное врастание тканей при временных имплантатах: живые клетки будут воспринимать изделия как «домики» и «обживать» их. В случае же постоянных имплантатов, которые устанавливают на длительный срок, материалы должны быть достаточно прочными», – поясняет ученый.По словам исследователя, технология 4D-печати позволяет разработать биоматериалы для изделий, которые изменяют форму внутри тела. С их помощью можно восстановить мышечные, костные и сердечно-сосудистые ткани или создать детские имплантаты, которые будут расти вместе с пациентом. Чтобы отслеживать состояние имплантата в организме после установки, его оснастят оптоволоконными датчиками.
Фото: Unsplash
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.