Ученые создали материал для имплантов будущего

Канта. В рамках научного исследования создан материал, который позволяет изготавливать на 3D-принтере костные импланты, способные самофиксироваться, а также "капсулы" для точной доставки лекарств без необходимости хирургического вмешательства. Эти инновационные разработки представлены в журнале Materials Letters.

Важным критерием при разработке имплантов является их способность способствовать выздоровлению пациента, не вызывая отторжения организмом или других нежелательных реакций. Особое внимание в исследовании уделено тому, чтобы материал был безопасным и эффективным для использования в медицине.

Исследователи продемонстрировали, что новый композитный материал открывает широкие перспективы для развития инновационных методов лечения и восстановления тканей в медицине. Это открытие может значительно улучшить качество жизни пациентов, нуждающихся в имплантации костей или точной доставке лекарств.

Ученые БФУ имени И. Канта совместно с коллегами из Кабардино-Балкарского государственного университета имени Х исследуют возможности создания имплантов, которые не только сохраняют свою целостность и функциональность в течение определенного времени, но и могут быть адаптированы к индивидуальным потребностям пациента. Это означает, что в некоторых случаях требуется "пожизненная гарантия" для имплантов, в то время как в других ситуациях имплант должен быть способен "рассосаться" через определенный период, например, через три месяца или полгода.

Сегодня существует два основных типа имплантов: титановые, обладающие высокой химической стабильностью и механической прочностью, и полимерные, чей состав и структура могут быть очень близки к тканям человеческого организма. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, и исследования в этой области направлены на поиск оптимального баланса между функциональностью, долговечностью и безопасностью имплантов.

Исследователи из Национального исследовательского технологического университета "МИСИС" и Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН представили новый материал – биосовместимый пластик с добавлением магнитных наночастиц комплексного оксида кобальта и железа (феррита кобальта), предназначенный для 3D-печати имплантов. Этот материал открывает новые возможности в области создания медицинских устройств.

Авторы исследования утверждают, что импланты, изготовленные из этого пластика, смогут перемещаться внутри организма человека под воздействием внешнего магнитного поля. Благодаря специальным свойствам материала, их форму можно будет изменять путем нагревания, а затем возвращать в исходное состояние охлаждением. Это открывает перспективы для создания уникальных имплантатов, способных адаптироваться к потребностям пациента и обеспечивать более эффективное лечение.

Новые предложения в начало, середину и конец текста:

Исследования в области биопластиков и их применения в 3D-печати становятся все более актуальными в современном мире. Один из ключевых разработок в этой области — "умный" биопластик на основе полилактида (ПЛА), который приобрел новые свойства благодаря наночастицам феррита кобальта.

Добавление наночастиц "магнитящегося" феррита кобальта размером порядка 20 нанометров в структуру ПЛА позволило создать материал, реагирующий на магнитные поля. Этот уникальный биопластик стал основой для разработки филаментной нити, которая служит "чернилами" для 3D-печати, открывая новые возможности для производства деталей и изделий.

"Мы уверены, что использование такого "умного" биопластика с магнитными свойствами приведет к созданию инновационных продуктов и ускорит развитие 3D-печати в различных отраслях промышленности", — подчеркивает Петр Ершов, научный сотрудник лаборатории композиционных материалов Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта.

Исследователь отмечает, что использование инновационного материала открывает новые возможности для персонализации имплантов после их вживления в организм. Этот материал также может быть применен для точной доставки лекарств. Например, пациент может проглотить капсулу с препаратом, или она может быть введена в кровеносное русло. Врачи затем с помощью магнитного поля направляют капсулу к нужному месту, где при нагревании она открывается и высвобождает лекарство. После завершения процедуры капсула снова складывается при охлаждении и выводится из организма.

Этот инновационный подход к доставке лекарств и персонализации имплантов может революционизировать медицинскую практику, улучшая результаты лечения и сокращая риски для пациентов. Технология, позволяющая точно доставлять лекарства в нужные участки организма, открывает новые перспективы для лечения различных заболеваний.

Использование магнитного поля для управления капсулой с лекарством представляет собой инновационный метод, который может быть применен не только в медицине, но и в других областях, таких как наука о материалах и биотехнологии. Развитие таких технологий может привести к созданию более эффективных и безопасных способов доставки лекарств и улучшения качества жизни пациентов.

Современная медицина нуждается в разработке композитных материалов, способных перемещаться внутри организма под воздействием внешнего магнитного поля и изменять свою форму при изменении температуры. Такие материалы могут быть использованы для создания изделий с памятью формы, которые могут разворачиваться при нагревании и возвращаться в исходное состояние при охлаждении. На сегодняшний день на рынке медицинских материалов не существует композитов, обладающих всеми указанными свойствами.

Ершов отметил, что новый материал может быть применен для 3D-печати скаффолдов, стентов для сосудов и других трубчатых каналов, а также для создания интеллектуальных костных имплантов. Эти инновационные изделия могут иметь широкий спектр применения в медицине, обеспечивая более эффективное лечение и восстановление тканей.

Авторы исследования утверждают, что разработанный композитный материал открывает новые перспективы в области медицинских технологий и может стать ключевым элементом в создании инновационных медицинских устройств и протезов.

Исследование показало, что импланты, изготовленные на основе биосовместимых полимеров и композитов, обладают значительными преимуществами перед титановыми аналогами. Они приживаются в три раза быстрее их металлических конкурентов, а процесс изготовления на 3D-принтере обходится в 2–4 раза дешевле. Эти результаты открывают новые перспективы для развития медицинской промышленности и улучшения качества жизни пациентов.

Поддержка Российского научного фонда была неоценима для успешной реализации исследования. Благодаря финансированию и научному сопровождению удалось провести серьезные испытания и доказать эффективность новых имплантов.

Ученый, проводивший исследование, подчеркнул, что использование биосовместимых материалов в медицине имеет огромный потенциал для улучшения процесса лечения и восстановления здоровья пациентов. Новые технологии и материалы открывают перед медицинским сообществом новые горизонты и возможности для инноваций.

Источник и фото - ria.ru