Медицина будущего: биополимеры с памятью форм
Российские ученые работают над созданием новых полимеров, из которых можно делать биоразлагаемые шурупы и даже искусственные органы для хирургических операций.
Давайте заглянем в будущее инновационной медицины.
Материалы с эффектом памяти изобрели относительно недавно. Самый известный – нитенол – сплав никеля и титана.
Но оказывается, такими свойствами могут обладать не только изделия из металлов.
Памятью формы ученые наделили и полимеры.
Например, биоразлагаемая нить способна самозатягиваться при имплантации в человека.
Такая нить нужна хирургам, когда они сшивают поврежденные внутренние органы или кожу пациента.
А можно сделать так, чтобы нить превращалась в спираль для извлечения тромбов и атеросклеротических бляшек через катетер. Под воздействием температуры тела она укорачивается и надежно фиксирует ткани.
Но это лишь один из вариантов использования необычных полимеров в медицине.
В лаборатории пытаются наделить полимеры самыми разными свойствами, работая и с природными, и с синтетическими веществами.
Одна из задач – научиться контролировать скорость биодеградации.
Преимущество синтетических полимеров заключается в том, что в любой среде они обладают одними и теми же свойствами.
Задача ученых довести их до такого состояния, чтобы они могли работать, как природные полимеры с точки зрения биосовместимости с человеческим организмом.
И кое-что уже получается. К примеру, скрепляющие кость
винты.
По прочности они не уступают титановым аналогам, но спустя время рассасываются, а значит, человека не нужно повторно оперировать, чтобы их удалить.
Другие полимеры подходят для печати органов. Кажется, если речь идет о медицине, то 3D-принтер лучше заправлять биосовместимым полимером.
Но и печать обычным пластиком может быть полезной.
Например, сначала можно сделать каркас аорты по томографии пациента, и затем нанести на него биосовместимые волокна с правильной структурой.
Сделать это можно с помощью процесса электроспининга.
К шприцу, в котором находится раствор полимера, и к барабану подводится высокое напряжение – порядка 20 кВ.
За счет этого струя вытягивается и распадается
на множество микроволокон, которые сформируют будущий искусственный орган.
Остается избавиться от внутренней болванки, и можно
использовать изделие для имплантации.
Сегодня ученые тестируют изделия из перспективных полимеров на животных – свиньях, и готовят их к клиническим испытаниям.