Наноструктурированный резиноподобный материал с оптимальными свойствами может заменить человеческие ткани
Исследователи из Технологического университета Чалмерса (Швеция) создали новый резиноподобный материал с уникальным набором свойств, который может служить заменой человеческих тканей в медицинских процедурах. Исследование было недавно опубликовано в высокорейтинговом научном журнале ACS Nano.
В разработке медицинских технологий существует большой спрос на новые натуралистичные материалы, пригодные для интеграции с телом. Внедрение материалов в организм сопряжено со многими рисками, включая серьёзные инфекции. Многие используемые сегодня вещества, такие как ботокс, очень токсичны. Существует потребность в новых, более адаптируемых материалах.
В новом исследовании учёные создали материал, состоящий исключительно из компонентов, которые уже доказали свою хорошую работу в организме. Основой материала служит то же вещество, что и в плексигласе (оргстекле), которое используется во многих медицинских технологиях.
Путём изменения его состава и процесса, называемого наноструктурированием, исследователи придали материалу уникальную комбинацию свойств. Изначально они намеревались создать твёрдый, похожий на кость материал, но получили неожиданные результаты.
Материал оказался очень мягким, гибким и чрезвычайно эластичным. Хотя он не подходит для замены костной ткани, новые неожиданные свойства сделали открытие не менее интересным.
Результаты показали, что новый резиноподобный материал может быть пригоден для многих применений, требующих необычного сочетания свойств: высокой эластичности, простоты обработки и пригодности для медицинского использования.
Первое применение — мочевые катетеры
Материал можно сконструировать так, чтобы предотвратить рост бактерий на поверхности, что делает его очень подходящим для медицинских целей. Структура нового нано-резинового материала позволяет обрабатывать его поверхность, делая её антибактериальной естественным, нетоксичным способом. Это достигается путём закрепления на поверхности антимикробных пептидов — небольших белков, являющихся частью врождённой иммунной системы. Это может снизить потребность в антибиотиках.
Минимально инвазивное внедрение и 3D-печать
Поскольку новый материал можно вводить с помощью инъекции и устанавливать через лапароскопические (через замочную скважину) операции, он может помочь сократить потребность в радикальных хирургических вмешательствах. Материал можно вводить через стандартную канюлю в виде вязкой жидкости, чтобы он формировал собственные эластичные структуры внутри тела. Также материал можно печатать на 3D-принтере в определённые структуры по мере необходимости.
Материал потенциально может выступать в качестве замены хряща в случаях, когда он разрушается и возникает трение между костями, вызывающее сильную боль.
Дополнительные преимущества: доставка лекарств и пластическая хирургия
Материал содержит трёхмерно упорядоченные нанопоры. Это означает, что его можно насыщать лекарствами для различных терапевтических целей, таких как улучшение заживления и уменьшение воспаления. Это позволяет проводить локальное лечение, избегая необходимости обрабатывать лекарствами всё тело, что может помочь уменьшить проблемы, связанные с побочными эффектами.
Поскольку материал нетоксичен, он также хорошо работает в качестве наполнителя, что делает пластическую хирургию ещё одной интересной потенциальной областью применения.
Для коммерциализации технологии основана компания Amferia.