Российские и иностранные исследователи создали полимерный биомиметический материал, который способен воспроизводить механическое поведение живых тканей, имитировать их свойства и встраиваться в организм. Таким образом, по словам учёных, его можно будет использовать как идеальный имплант и восстанавливать кожные покровы, жировую ткань и хрящи. В ближайшее время эта разработка будет испытана на животных.
Международный коллектив исследователей с участием профессора Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (МГУ) Дмитрия Иванова разработала полимерный материал, способный стать идеальным имплантом для восстановления мягких тканей живого организма. Об этом сообщается в журнале Advanced Materials.
Профессор Дмитрий Иванов и его коллеги работают с подражающими природе (биомиметическими) соединениями на основе так называемых щёточных сополимеров. Полимерные цепочки в таких соединениях имеют боковые ответвления — молекулярные подвески, благодаря чему похожи на щётки для мытья бутылок. Коллектив учёных работает на стыке химии, физики, биологии и медицины и создаёт умные материалы, которые приобретают свойства живой ткани организма и способствуют её восстановлению.
«В нашем международном коллективе много проектных групп. Одна синтезирует молекулы, другая проводит компьютерные симуляции, третья (наша лаборатория физиков) исследует структуру и фазовые превращения нашего материала. Такие, например, как кристаллизацию или плавление. Необычные свойства такого материала приближают его к миру живого», — отметил профессор Дмитрий Иванов.
После проведения всех доклинических и клинических испытаний нового щёточного сополимера его можно будет вводить в повреждённую ткань в твёрдом виде, уверены исследователи. Попадая в организм, такой материал плавится под воздействием температуры тела, заполняет недостающий объём и приобретает свойства живой ткани — кожного покрова, хряща или жировых клеток. При этом, утверждают учёные, полимер не будет отторгаться организмом.
«У нашего организма уникальные свойства. Например, кожа очень мягкая и одновременно прочная, она приобретает жёсткость при попытке её растянуть. В нашей работе мы смогли найти и продемонстрировать такое сочетание свойств в синтезированном полимере. Кроме того, он может программироваться под каждый индивидуальный случай», — пояснил Иванов.
По словам специалиста, такой материал может стать частью персонализированной медицины будущего, так как ему можно задавать нужные деформационные свойства и подстраивать под определённую ткань конкретного человека.
«Наш материал относится к категории умных материалов класса soft matter — мягкой материи. Он способен очень сильно реагировать на изменения внешних физических параметров, что очень важно при его использовании в качестве импланта различных видов живой ткани», — добавил профессор.
Ещё одним свойством нового материала учёные называют возможность введения с его помощью лекарств. В таком случае полимер отливается, например, в виде иглы, которая вместе с лечебным препаратом безопасно проникает в нужный участок организма. При плавлении материал переходит в высокоэластическое состояние и начинает высвобождать лекарственные препараты.
По словам Дмитрия Иванова, на 2021 год запланированы доклинические испытания нового материала на крупных животных.
