Фото: Windowsforum.kr
Новое слово в медицине. Искусственный аналог кожи хамелеона и полимеры грядущего
Интернациональная группа ученых с ролью доктора МГУ имени М.В. Ломоносова Дмитрия Иванова разработала полимерный материал, способный стать безупречным имплантатом.
Итог работы сейчас был размещен в одном из самых цитируемых научных журналов мира Advanced Materials. Статья стала продолжением работы по биомиметическим материалам на базе щёточных сополимеров.
Идеи биомиметических (практически — подражающих живому) материалов ученые берут из жизни. В этом случае велась работа по созданию полимеров, очень приближенных по свойствам к тканям людского организма. В 2018 году доктор Иванов с сотрудниками синтезировали и исследовали искусственный аналог кожи хамелеона: материал, который менял цвет и крепкость зависимо от механического действия. Сделанная теория позволяла создавать полимеры, механические характеристики которых буквально воспроизводили данные живы ткани человека и звериных.
«Ранее мы проявили, что наши полимеры могут воспроизводить механическое поведение {живых} тканей, — ведает доктор Иванов, — при этом они могут программироваться. Мы можем воспроизвести всякую кривую, подобающую деформации {живых} тканей. Другими словами, наши полимеры тянутся до подходящего предела и потом стают намного прочнее. А на данный момент мы добавили к сиим системам ещё одну функциональность. Сейчас наши «умные» полимеры реагируют ещё на один фактор – температуру. Они твердые при комнатной температуре, но при контакте с {живым} телом (в данной работе – при 37 градусах Цельсия) они преобразуются в жидкость. За счет такового фазового перехода при имплантации полимеры могут разливаться и заполнять полости в организме, создавая имплантат безупречной формы»
Эталон достигается за счёт того, что в полимере рушатся связи меж боковыми цепями щеточки. Конкретно боковые цепи данной для нас щеточки способны кристаллизоваться, создавая твердую кристаллическую фазу. И исследователи подобрали температуру плавления щеточек так, чтоб она соответствовала температуре тела. Таковой материал можно сформовать в виде иглы, которая опосля введения разливается, поэтому что её механический модуль изменяется на несколько порядков. И заместо иголки выходит жидкость, способная заполнять полости.
Как объяснил Дмитрий Иванов, температуру фазового перехода можно подбирать с умопомрачительной точностью. Она может колебаться от комнатной до 50-60 градусов Цельсия.
«В этом случае мы сделали порог перехода в районе 37 градусов, настроив его на температуру людского тела, но можно подогнать характеристики под всех звериных»
На данный момент ученые сконцентрированы на том, чтоб осознать степень воздействия густоты щетки и разветвленности волосков на скорость фазового перехода.
«У нас как раз проходит опыт на синхротроне в Гренобле, где мы начали учить детали фазового перехода при помощи рентгено-структурного анализа»
Как отметил доктор, структурная часть работы изготовлена в главном в МГУ:
«Кое-что изготовлено в Гренобле, за что им отдельное спасибо, но основная часть работы прошла на дифрактометре Столичного института»
Ещё одним свойством, которое можно применять в медицине, сделалось то, что при кристаллизации в иглу из щёточного полимера можно поместить лечущее средство. И по мере растворения иглы она станет выделять фармацевтические вещества:
«Наши материалы довольно многогранны. Мы можем из этих щеток создавать полимерные сетки. И зависимо от густоты щёток мы можем поменять такие характеристики, как скорость высвобождения веществ, внедренных в структуру нашего полимерного кристалла. Эта работа у нас лишь начинается. Проводить мы её планируем в сотрудничестве с новейшей лабораторией, создаваемой на данный момент на хим факультете МГУ в рамках мегагранта».
Фото: МГУ/Дмитрий Иванов