Специалисты Томского политехнического университета и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработали биосовместимые каркасы (скаффолды) с эффектом памяти формы, который активируется при температуре тела. Это открывает путь к менее травматичным операциям по восстановлению костной ткани.
Как это работает?
- Печать: Каркас точно по форме костного дефекта создают на 3D-принтере из биоразлагаемого полимера (полилактида).
- Подготовка: Его нагревают, сжимают в компактную форму и охлаждают.
- Установка: Во время операции через небольшой разрез каркас вводят в зону дефекта.
- Развёртывание: При контакте с телом (≈37°C) или мягким дополнительным нагревом материал «вспоминает» исходную форму и расправляется, точно заполняя полость.
В чём прорыв?
Раньше подобные материалы активировались при температурах выше 60°C, что опасно для живых тканей. Учёным удалось снизить порог срабатывания до 36–39°C, добавив в полимер полиэтиленгликоль.
Результат: каркас с пористой структурой гироида восстанавливает 97% формы всего за 6 минут при 40°C.
Преимущества технологии
- Минимальная инвазивность: установка через небольшой разрез вместо обширной операции.
- Точное прилегание: каркас самостоятельно заполняет дефект, не требуя механической подгонки.
- Биосовместимость: материал биоразлагаемый и не вредит тканям.
- Эффективность: пористая структура способствует росту собственной костной ткани внутри имплантата.
Что дальше?
Планируются исследования механической прочности каркасов в условиях, имитирующих нагрузку на кость, и доклинические испытания. Цель — создать оптимальный состав и структуру для безопасного и эффективного применения в медицине.
Эта разработка может значительно упростить и ускорить восстановление пациентов после сложных травм или операций на костях.