Созданы новые умные материалы для тканевой инженерии

Российские ученые разработали лазерную технологию создания структур в виде композитных слоев на основе углеродных нанотрубок и биополимеров. Из подобных материалов можно будет изготавливать устройства и импланты для сердечно-сосудистой системы, отмечается в сообщении пресс-службы Минобрнауки РФ. Кроме того, исследователи занимаются созданием систем доставки лекарств на основе фосфолипидов и графена. Посвященные разработке статьи опубликованы в журналах Composite Structures и Molecules.

Ученые из Саратовского государственного университета, Московского института электронной техники и Первого МГМУ имени И.М. Сеченова разработали технологию создания материалов на основе нанотрубок и биополимеров. Новые материалы способны обеспечить нормальный уровень гемолиза при взаимодействии с эритроцитами. Кроме того, они обладают высокой биосовместимостью с эндотелиальными клетками, выстилающими внутреннюю поверхность сосудов. Эти достоинства делают материалы перспективными для создании смарт-покрытий для контактирующих с кровью поверхностей сердечно-сосудистых имплантатов.

«Здесь слово "смарт" понимается в хорошо всем знакомом значении "умный". Таковым этот материал делает его управляемая структура, характеризующаяся бимодальным распределением пор. Малые поры — размером 1–5 мкм — участвуют в процессах формирования новых кровеносных сосудов и обеспечения нервными клетками. В свою очередь, большие поры — размером 100–200 мкм — задействованы в росте и делении клеток. Следует отметить, что размер пор может как бы "настраиваться" путем подбора размеров одностенных углеродных трубок и их пучков в исходной дисперсии, из которой лазерным воздействием формируется твердый наноматериал с разветвленной наноструктурой. Контроль размера пор дополнительно обеспечивается вычислением пороговой плотности энергии импульсов лазерного излучения на основе нелинейно-оптического взаимодействия излучения с одностенными углеродными нанотрубками», — рассказывает соавтор исследования Ольга Глухова.

Работа над новыми материалами для тканевой инженерии продолжается: в частности, в области пролиферации нейронов, разработки новых систем доставки лекарств и создания искусственных мышц. При помощи комбинации различных методов математического моделирования научный коллектив оценил механические и электронные свойства композита на основе двух графеновых чешуек и находящихся между ними молекул фосфолипида DPPC.

Фосфолипиды используются в различных системах по доставке лекарств, однако, попадая в кровоток, испытывают аномально высокое напряжение. Для защиты лекарственных носителей от опасного внешнего воздействия используется графен. Выявленные учеными эффекты «упрочнения» фосполипида слоями графена могут быть использованы не только для разработки новых систем доставки лекарств, но и при создании электрохимических биосенсоров нового поколения.