В Университета Колорадо был разработан новый метод 3D-печати биосовместимых медицинских материалов, вдохновленный способом, которым черви переплетаются между собой в природе. Полученный материал может использоваться во время операций на сердце, для стабилизации межпозвоночных дисков, а также в других предельно чувствительных медицинских вмешательствах.
Учёные долгое время изучали возможность создания гидрогелей для имплантации в организм. Такие гели применяются для лечения травм головного мозга, хронических язв, а также как замена хряща, обладающая даже лучшими свойствами, чем человеческие ткани. Однако гидрогели, несмотря на их эластичность, могут разрушаться при воздействии на них сильных механических нагрузок, например, в сердце или при сжатии между костями. Также они могут быть чрезмерно жесткими.
Ища способы улучшить гидрогели для медицинских целей, профессор Джейсон Бёрдик и его коллеги обратились к анатомии червей. Они проанализировали, как черви запутываются в клубки, которые могут вести себя как твёрдые и жидкие объекты одновременно. Это поведение послужило моделью для молекулярной инженерии, в результате которой был создан новый материал с молекулами, расположенными в узлах, подобно клубку червей!
Для создания материала была разработана новая методика 3D-печати, названная CLEAR (непрерывное отверждение после воздействия света, инициированное редокс-реакцией). В результате получился сетчатый материал, который одновременно обладает высокой прочностью и гибкостью, схожей с тканями человеческого тела. Новый материал хорошо прирастает к человеческим тканям и органам, что делает его привлекательным для медицинского применения — он может использоваться для "ремонта" органов, доставки медикаментов, бесшовного соединенния тканей, а также для стабилизации выпирающих дисков в позвоночнике.
Соавтор исследования Мэтт Дэвидсон отметил, что теперь высокоадгезивные материалы для 3D-печати достаточно прочны для механической поддержки живых тканей, что ранее было принципиально невозможно.
Поскольку материал буквально печатается, его можно адаптировать под нужды конкретного пациента. Исследователи уже подали заявку на патент и планируют дальнейшие опыты, чтобы изучить, как человеческие ткани реагируют на новое вещество в долгосрочной перспективе.
Читайте это и многое другое в нашем телеграм.
Подписывайтесь на канал, чтобы оставаться в курсе последних событий из мира науки и техники. Не забудьте поставить лайк, чтобы подобных новостей было больше.