Томские ученые создали гиперупругие материалы для имплантов
Томские ученые создали сверхэластичные, гиперупругие конструкции из никелида титана и протестировали их свойства. Новые материалы помогут при замещении дефектов мягких тканей, возникающих вследствие травм, приобретённых заболеваний, врожденных патологий, сообщает пресс-служба Томского государственного университета.
«Необходимость в замещении, восстановлении или поддержании мягких тканей у пациентов возникают в разных ситуациях, например, у онкобольных людей после удаления злокачественных образований. Речь идёт о дефектах разных мягких тканей — кожи, мышц, стенки кровеносных сосудов, сухожилий, связок, внутренних органов, — поясняет старший научный сотрудник лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Гульшарат Байгонакова. — Одним из главных требований к имплантам такого назначения является то, что в условиях динамической физиологической среды они должны вести себя в механическом поведении подобно родным тканям, то есть деформироваться и восстанавливать свою исходную форму».
Учёным лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов удалось найти техническое решение этой задачи. В качестве материала для замены, армирования и восстановления мягких тканей они используют сплав никелида титана. Характеристики, необходимые для имплантов, учёные обеспечили за счёт новой формы, придаваемой материалу. Из сплава TiNi они изготовили проволоки толщиной 60-90 микрометров. Из проволоки на специальном станке была связана конструкция с особым способом соединения петель — металлотрикотажная сетка.
«В рамках мегагранта „Реология интерфейса сверхэластичный сплав покрытие — биологическая ткань“ (руководитель Алексей Волынский) мы проводим исследования усталостных свойств проволоки и металлотрикотажа, — рассказывает заведующая лабораторией сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Екатерина Марченко. — Для создания импланта очень важно понимать, как конструкция будет деформироваться в условиях физиологических нагрузок и выдерживать многочисленные циклы деформаций. Разработка метода оценки биомеханического подобия в интерфейсе „сетчатый имплант — мягкая биоткань“ и является одной из задач нашего проекта».
Испытания конструкций показали механически устойчивую обратимую циклическую сверхэластичную деформацию TiNi проволоки в интервале до 8%. При этом материал может выдержать миллионы таких циклов деформации, тогда как у большинства металлических медицинских материалов максимальная обратимая деформация достигает 0,2% и использовать их можно только в статических условиях нагрузок.
В сообщении уточняется, что на следующем этапе проекта, поддержанного мегагрантом, учёные ТГУ оценят совместимость имплантов с биотканями в исследованиях на клеточных культурах и с участием лабораторных животных. Наряду с этим будут проведены исследования на базе нескольких медицинских учреждений Томска.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».