Химики Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского разработали инновационный материал для 3D-биопечати тканей человека. Основой для него стали два вещества: поликапролактон — популярный термопластик, применяемый в 3D-печати, и хитозан — природный полимер, получаемый из хитина, например, из панцирей креветок. В результате получился биосовместимый и биоразлагаемый материал, который подходит для создания кожи, костей, сосудов и даже легких.
Современные технологии биопечати позволяют создавать искусственные ткани для медицинских целей, например, для заживления ран или восстановления утраченных участков органов. Однако используемые для этого материалы часто имеют свои недостатки. Так, поликапролактон применяется для изготовления сосудистых протезов, но не растворяется в воде, что повышает риск тромбоза. При разложении он выделяет кислоту, раздражающую ткани и провоцирующую воспаление. Хитозан, напротив, хорошо растворим в воде, предотвращает воспалительные процессы и обладает антибактериальными свойствами.
Соединить эти два полимера в стабильный состав ученым удалось с помощью органического растворителя диметилсульфоксида (ДМСО). Обработка ультразвуком позволила получить однородную массу, пригодную для использования в 3D-принтерах.
Варьируя соотношение полимеров, можно создавать материалы для различных задач — от биопластырей для заживления ран до каркасов для выращивания легочной ткани. В перспективе технология может стать альтернативой даже металлическим пластинам, которые сегодня применяются при сложных переломах. Новые имплантаты на основе хитозана и поликапролактона будут гибкими, прочными и, главное, безопасными — после выполнения своей функции они полностью разложатся и выведутся из организма, не вызывая воспаления.
Сейчас ученые работают над созданием филамента — нити для медицинских 3D-принтеров, а также тестируют материал для различных медицинских применений. В будущем состав планируется дополнить новыми компонентами, которые улучшат прочность и, например, придадут антибактериальные свойства.
Технологию запатентовали в 2024 году при содействии Центра трансфера технологий университета Лобачевского.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что создан искусственный белок, похожий на живой.