Учеными Уральского федерального университета (УрФУ) совместно с зарубежными коллегами и представителями Томского политехнического университета разработан новый материал для использования в хирургии. Статья с описанием исследования опубликована в журнале Nano Energy.
Пьезоэлектрические материалы, способные преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот, особенно востребованы в современной медицине, поскольку электростимуляция позволяет ускорить восстановление костных дефектов.
Поэтому группа специалистов разработала биоразлагаемые трехмерные структуры, “скаффолды”, на основе полимерных поли-3-оксибитуровых волокон с повышенным пьезоэлектрическим откликом (до 2,5 раз) и поверхностным зарядом (до 9,5 раз).
Исследователи впервые детально изучили структурные и молекулярные изменения в полимерном композите, вызванные добавлением наноразмерного агента на основе оксида графена. Кроме того, они впервые в мире продемонстрировали пьезоотклик самого поли-3-оксибутирата в наномасштабе.
Сообщается, что подобных материалов, сочетающих в себе биосовместимость, биоразлагаемость, пьезоэлектрические свойства и возможность получения трехмерной структуры с заданными механическими свойствами, очень мало.
“Для получения наших скаффолдов мы использовали метод электроформования, который характеризуется простотой и уникальной способностью контролировать размер полимерных волокон на наноуровне. Для детального изучения структуры и свойств разработанных скаффолдов мы использовали целый ряд высокоточных аналитических методов, от сканирующей микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии до пьезоэлектрической силовой микроскопии, в которых наша лаборатория является мировым лидером,” – рассказывает Андрей Холкин, заведующий лабораторией наноразмерных сегнетоэлектрических материалов УрФУ.
Ученые отмечают, что конструкции из новой технологии могут быть использованы в инженерии костной ткани (имплантологии) для восстановления хряща, создания раневых повязок и шовных нитей.
