Специалисты НИТУ МИСИС определили, какие составы лучше всего подходят для печати биоразлагаемых костных имплантатов на 3D-принтере.
Исследователи изучили, как ведут себя напечатанные изделия из полилактида с разными наполнителями, когда попадают в условия, максимально приближенные к внутренней среде человеческого организма. Информацию об этом предоставили представители вуза в CNews.
Как выяснилось, до сих пор оставался открытым вопрос: каким именно образом естественные процессы растворения внутри тела меняют ключевые характеристики полимерного имплантата — от прочности до того, насколько активно с ним взаимодействуют живые клетки. Чтобы восполнить этот пробел, команда сравнила два типа наполнителей для полимерной основы.
Эксперименты показали, что частицы гидроксиапатита дают наиболее удачный баланс между механической устойчивостью и биологической совместимостью. А вот диоксид кремния действует иначе: под его влиянием материал становится более хрупким и быстрее теряет прочность, о чем рассказала кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины Анна Черемных. По её словам, эти выводы позволяют инженерам проектировать составы под конкретные задачи — в зависимости от того, какие характеристики изделия важнее в каждом отдельном случае.
Наиболее удачными признаны композиты с гидроксиапатитом, особенно в концентрации 10–15 массовых процентов. Такие образцы показали наилучшее сочетание прочностных параметров, не представляли опасности для клеток и заметно улучшали клеточную адгезию. Любопытно, что клетки даже охотнее «цеплялись» за поверхности, которые уже побывали в процессе биодеградации, нежели за свежеотпечатанные аналоги. Особенно выраженно это проявлялось у составов с гидроксиапатитом — тем самым минералом, из которого состоит природная кость. Как отметил директор Института биомедицинской инженерии Федор Сенатов, это указывает на то, что растворение материала меняет его поверхность в лучшую сторону, стимулируя закрепление клеток, отвечающих за восстановление костной ткани.
Ректор вуза Алевтина Черникова добавила, что работа ведётся в русле стратегического проекта «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» в рамках федеральной программы «Приоритет-2030». Цель — вывод на рынок новых продуктов и подготовка кадров для быстрорастущей отрасли. Разработки университета ориентированы на то, чтобы облегчить лечение сложных пациентов и ускорить их восстановление. Исследование профинансировано Российским научным фондом (грант №24-23-00442).
Загрузка...
