Ученые из Томского политеха разработали каркасы из пьезоэлектрического полимера для восстановления костей. Новые композиты хорошо приживаются в организме. Создаваемые ими электроимпульсы стимулируют рост костной ткани, ускоряя ее восстановление. Использовать такие конструкции можно в имплантах и в качестве повязок на раны. 

Пьезоэлектрики — материалы, из которых можно буквально выдавить электричество: заряд появляется в них при сжатии или растяжении. Сегодня такие вещества широко используются в электронике. И ученые находят им всё новые применения — в частности, в медицине. Российские химики придумали, как с помощью пьезоэлектрических полимеров изготовить так называемые скаффолды. Это трехмерные пористые или волокнистые матрицы, выполняющие функцию механического каркаса для роста клеток. Слово scaffold переводится с английского как «строительные леса».

Как рассказал «Известиям» директор научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» Томского политехнического университета (ТПУ) Роман Сурменов, электрические заряды, которые возникают в полученных конструкциях, стимулируют клетки, побуждая их к росту и делению.

— Только пьезоэлектрические материалы способны генерировать электроток при давлении без внешних источников электроэнергии. Поэтому полимеры с подобными свойствами — одни из наиболее перспективных для регенерации костных тканей, — сообщил Роман Сурменов.

Ученые сравнили свойства трех типов материала для создания биодеградируемых (постепенно растворяющихся в организме) каркасов: обычный, из пьезоэлектрического полимера и из него же с добавлением биоактивных наночастиц.

— Наши исследования показали, что наилучшим оказался третий вариант — гибридный биокомпозит. Мы выбрали полимеры из одной группы полиоксиалканоатов, но с различными электрофизическими свойствами, — отметил ученый.

Специалисты ТПУ расширили возможности композита за счет добавления биоактивных наночастиц на основе гидроксиапатита. Это минеральный компонент скелета, он применяется в ортопедии и стоматологии. На полученный из такого материала каркас ученые «посадили» стволовые клетки, которые в дальнейшем должны были заместить поврежденную костную ткань.

— Эти клетки способны развиваться в практически любые ткани организма. На поверхности биокомпозита с наночастицами оказалось примерно в полтора раза больше живых клеток, чем на других материалах. Их выживаемость через 24 часа на каждом из образцов превышала 80%, а на пьезоэлектрическом полимере с биочастицами оказалась больше 95%, — отметил Роман Сурменов.

Из этого ученые сделали вывод, что пьезоэлектрический композит с добавлением неорганических наночастиц не только является биосовместимым, но и способствует клеточному росту.

Заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и хирургии катастроф Первого МГМУ имени Сеченова Алексей Лычагин считает исследование интересным. Однако он советует дождаться результатов доклинических и клинических испытаний.

— Многие лаборатории мира проводят эксперименты по поиску технологий и материалов, способствующих активации клеточного роста костной ткани. Насколько мне известно, такого рода оптимистичных заявлений не делал пока никто, — отметил Алексей Лычагин.

Как пояснили в ТПУ, использовать изученные материалы можно в качестве материала для имплантов, исправляющих костные дефекты. Но они также пригодятся для восстановления нервов и в качестве повязок на раны.​

Источники

Пьезоэлектрики восстановят костную ткань
Известия (iz.ru), 09/07/2018
Пьезоэлектрики восстановят костную ткань
NewsGra.com, 08/07/2018
Ученые ТПУ создали материал для имплантов, способный "заряжать" клетки
РИА Томск (riatomsk.ru), 09/07/2018
В Томском политехе получили новый биодеградируемый материал для медицины, стимулирующий рост живых клеток
ИноТомск (inotomsk.ru), 09/07/2018
Пьезоэлектрики восстановят костную ткань
Стимул (stimul.online), 10/07/2018
В Томске разработали биоразлагаемый полимер для костных имплантатов, ускоряющий лечение
NewsRbk.ru, 09/07/2018
В ТПУ ученые получили биодеградируемый полимер для регенеративной медицины
ПластЭксперт (e-plastic.ru), 09/07/2018
Томские ученые совершили прорыв в протезировании
Парламентская газета (pnp.ru), 09/07/2018
В Томске разработали биоразлагаемый полимер для костных имплантатов, ускоряющий лечение
Cokrat.ru, 09/07/2018
В ТПУ ученые получили биодеградируемый полимер для регенеративной медицины
Бизнес Онлайн (bizon.ru), 10/07/2018
Стимулируем рост клеток
Красное знамя (krasnoeznamya.tomsk.ru), 10/07/2018
Ученые Томска создали материал для имплантов, стимулирующий рост клеток
В Томске (news.vtomske.ru), 10/07/2018

Похожие новости

  • 01/11/2018

    Томские ученые создали новый противоязвенный препарат

    ​Ученые лаборатории фитохимии СибБС ТГУ выделили из растений комплекс биологически активных веществ – флавоноидов, которые стали основой для нового гастропротекторного средства, обладающего мягким действием и практически лишенного побочных эффектов.
    97
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    373
  • 18/01/2018

    Химики ТГУ оценили экологическое состояние городов по анализу волос

    ​Ученые ХФ ТГУ провели спектральный анализ волос жителей Томска и Усть-Каменогорска с целью оценки состояния окружающей среды в этих областных центрах. Для исследования применялась авторская методика, разработанная сотрудниками химического факультета.
    667
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    525
  • 28/04/2017

    Аспирант ТПУ выиграла одну из 13 стипендий Европейской федерации медицинской химии

    ​​Аспирант Института физики высоких технологий Томского политеха​ Ксения Станкевич выиграла престижную стипендию Европейской федерации медицинской химии. Эта стипендия дает ей право стать участником Европейской школы по медицинской химии, которая этим летом пройдет в Италии.
    1325
  • 30/05/2017

    Ученые испытали препараты для лечения сложных случаев наркомании и алкоголизма

    ​Специалисты НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра РАН испытали новые методы лечения сложных случаев алкоголизма и наркомании. По данным специалистов, в настоящее время увеличивается число случаев сочетания проявлений наркологической или алкогольной зависимости с другими психическими расстройствами.
    1394
  • 23/06/2017

    Первая олимпиада по химии биотехнологий прошла в ТГУ

    ​Томский государственный университет провел первую в России студенческую междисциплинарную олимпиаду "Химия биотехнологий". Ее участниками стали почти сто учащихся вузов РФ и ближнего зарубежья.
    924
  • 26/06/2018

    В ТГУ из коры березы создают препарат для лечения онкозаболеваний

    ​Ученые Томского государственного университета (ТГУ) совместно с российскими и зарубежными коллегами отрабатывают технологии синтеза из коры березы бетулина - биологически активного вещества, производные которого могут, в частности, обладать противораковым действием; в рамках этого же проекта химики ТГУ намерены создать новый композитный материал для костных имплантов, сообщила пресс-служба вуза.
    257
  • 02/02/2017

    Бактерии помогают томским политехникам получать антибиотики для растений

    ​В лабораториях Томского политехнического университета молодые ученые получили антибиотики для обработки растений из непатогенных штаммов псевдомонад — это род бактерий. Такой способ значительно дешевле, чем химический синтез, он безвреден для человека и окружающей среды.
    1065
  • 04/04/2018

    XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (ПРФН-2018)

    ​24-27 апреля 2018 г. в Томске пройдет XV Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (ПРФН-2018). Конференция будет представлена следующими секциями: физика, химия, математика, биология и фундаментальная медицина, экономика, строительство и архитектура, IT-технологии и электроника.
    951