Исследователи из Нижнего Новгорода создали биосовместимый композиционный материал на основе природного хитозана и термопластичного полимера поликапролактона для 3D-биопечати тканей. Разработка может быть использована при создании кожи, костей, сосудов и других биологических структур. Об этом сообщили в пресс-службе Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (ННГУ).
Универсальный биоматериал для тканевой инженерии
В основу материала легли два полимера: хитозан, обладающий антисептическими и регенеративными свойствами, и поликапролактон, известный как популярный термопластик в биомедицине. Композиция сочетает в себе прочность, гибкость, плавкость и совместимость с живыми тканями. После выполнения своей функции материал полностью разлагается и выводится из организма.
«Хитозан обеспечивает прочность и водорастворимость, нейтрализует воспалительные реакции, а поликапролактон — необходимую пластичность и устойчивость к формообразованию», — пояснил научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений и коллоидной химии ННГУ Иван Леднев.
Одной из проблем при использовании чистого поликапролактона является его устойчивость к воде, что может провоцировать тромбоз при применении в сосудах. Хитозан решает эту проблему: он растворим в воде и способствует снижению воспалений, связывая кислоты, выделяемые при разложении поликапролактона.
Технология и применение
Для создания композиции учёные использовали органический растворитель диметилсульфоксид, с помощью которого удалось равномерно распределить полимеры в растворе. После ультразвуковой обработки полученная масса оказалась пригодной для экструзии и послойной печати на 3D-принтере.
Новая композиция уже протестирована в условиях биопечати. По словам исследователей, варьируя соотношение полимеров, можно получить материалы с заданными свойствами для разных типов тканей — от биопластырей до искусственных лёгких. В долгосрочной перспективе материал рассматривается как альтернатива металлическим имплантатам, включая титановые пластины при тяжёлых переломах.
«Имплантаты из этой композиции будут не только прочными, но и гибкими, а главное — безопасными для организма», — отметили в пресс-службе ННГУ.
Патенты и развитие проекта
Разработка выполняется силами химического факультета ННГУ в сотрудничестве с Институтом биологии и биомедицины. Работа стала продолжением предыдущего проекта по комбинированию хитозана с полилактидом, другим популярным биоматериалом.
Проект поддержан грантом Российского научного фонда (РНФ) в рамках программы «Биосовместимые биодеградируемые материалы на основе полисахаридов и коллагена с бактерицидными свойствами для тканевой инженерии». Технология была запатентована в 2024 году при содействии Центра трансфера технологий ННГУ.
Следующим этапом учёные называют разработку филаментов — нити для медицинских 3D-принтеров. Кроме того, планируется модификация состава с добавлением функциональных добавок, которые повысят биологическую активность материала и расширят сферу его применения в регенеративной медицине.
Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/24044571
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/