Исследователи разрабатывают термопластичный биоматериал для эндопротезирования
Исследователи из Университета Бирмингема разработали новый термопластичный биоматериал, обладающий жесткостью и прочностью, а также способный легко приобретать нужную форму и легко подвергаться обработке.
Представленный материал – нейлон, который обладает эффектом памяти. Его можно растягивать и придавать необходимую форму, а при нагревании он восстанавливает свой первоначальный вид. Это делает его особенно полезным для производства медицинских устройств, например, для замены костей, когда минимально инвазивные методы хирургии требуют дополнительной гибкости.
Этот материал был разработан в University’s School of Chemistry командой, исследующей способы использования стереохимии — двойной связи в основной цепи полимера, для работы со свойствами сложных полиэфиров и полиамидов (нейлонов). Исследование опубликовано в издании Nature Communications.
Биосовместимые полимеры широко используются в медицине, от тканевой инженерии до медицинских устройств, таких как стенты и швы. Хотя был достигнут значительный прогресс в области рассасывающихся материалов, существует всего лишь несколько полимеров, которые не разрушаются в организме и их можно использовать для более долгосрочных нужд.
Преимущества нового материала
Существующие неразлагаемые биоматериалы, такие как нейлоны, имеющиеся в настоящее время в продаже, имеют ряд ограничений. Например, металлические имплантаты могут сильно изнашиваться, что приводит к разрушению, образованию фрагментов и частиц, в то время как композитные материалы могут быть сложными в обработке или чрезвычайно дорогими.
Новый материал может быть изготовлен с использованием стандартных химических методик, и предлагает стабильный, долговечный вариант с механическими свойствами, которые можно настроить конкретно под нужный продукт.
Старший исследователь, профессор Эндрю Дав, сказал: «Этот материал имеет выраженные преимущества по сравнению с существующими продуктами, используемыми для производства медицинских устройств, таких как эндопротезирование костей и суставов. Мы считаем, что он является экономически эффективной, универсальной и надежной альтернативой на рынке медицинского оборудования».
Еще одним преимуществом материала является его аморфная структура. Джош Уорч, руководитель исследования, кандидат наук, объяснил: «Для многих пластмасс, включая нейлон, прочность зависит от их полукристаллической структуры, но это также влияет и на их форму. Тем не менее, наш новый пластик такой же прочный, как нейлон, но при этом не кристаллический, поэтому с ним гораздо проще работать. Это стало возможным благодаря тому, что для контроля нашей работы мы использовали стереохимию».
Исследовательская группа смогла спроектировать и изготовить пластик, на который теперь распространяется патент, и протестировать его на крысах, чтобы доказать его биосовместимость. Прежде чем искать коммерческого партнера, команда планирует более подробно изучить свойства материала.
Источник: https://www.odtmag.com/contents/view_breaking-news/2020-07-01/researchers-develop- thermoplastic-biomaterial-for-bone-replacements/48595
