01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Медицина
18 апреля

В Томске улучшили плазмой каркасы для выращивания органов и тканей

Pascal Jonkheijm/Getty Images

Ученые Томского политехнического университета предложили физический способ изменения поверхности полимерных каркасов, которые служат основой для выращивания новых органов и тканей. Он позволяет создавать тканеинженерные каркасы, также называемые скаффолдами, с повышенной биосовместимостью для тканевых сосудистых трансплантатов, использующихся, например, в кардиологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

В Томском политехе ведутся исследования по созданию и модифицированию полимерных каркасов для клеток, которые можно использовать для выращивания новых органов и тканей. Ранее ученые использовали биодеградируемые скаффолды из полимолочной кислоты. В новом работе, проведенной совместно с коллегами из Томского национального исследовательского медицинского центра и Национального медицинского исследовательского Центра им. В. А. Алмазова, ученые использовали другой, более «трудный», материал — поликапролактон — экологичный и не токсичный биоразлагаемый полиэфир с низкой температурой плавления.

028f89d6599a3563693df9b3330ffe27563e59cb
Образец тканеинженерных каркасов
Пресс-служба Томского политехнического университета

«Поликапролактон (PCL) является одним из наиболее подходящих синтетических полимеров для использования в кардиохирургии. Он дешевле, чем полимолочная кислота. Но есть и ряд недостатков, — рассказывает руководитель научного коллектива, доцент Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга Сергей Твердохлебов. — К примеру, у полимолочной кислоты температура плавления намного выше, поэтому она более стабильна в экстремальных условиях. Кроме того, у поликапролактона довольно низкая скорость эндотелизации (покрытия каркаса клетками, выстилающими внутренний просвет сосуда) и деградации. При этом свойства скаффолдов из PCL обычно пытаются улучшить более дорогими и сложными биологическими способами. Мы же предложили другой подход — плазменное модифицирование, так как физическая обработка позволяет экономичнее, проще и эффективнее улучшить свойства материалов. Этот метод может стать альтернативой для более сложных и дорогих биологических способов или основой для дальнейшего совершенствования технологий».

В процессе опыта поверхность материалов обрабатывалась плазмой для получения тонкого покрытия из титана в атмосфере азота. Одной из важных особенностей процесса плазмохимического модифицирования полимерных материалов, вызывавшей у ученых особый интерес, является то, что изменениям подвергаются только обрабатываемая поверхность материала и очень тонкий приповерхностный слой, толщина которого составляет от 100 Å до нескольких микрон.

«В рамках данной статьи было исследовано влияние обработки плазмой на структуру и свойства скаффолдов из PCL. Выяснено, что обработка плазмой не изменяет механические, физико-химические и электрофизические свойства полимерных скаффолдов — поясняет одна из авторов статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем Валерия Кудрявцева. — При этом в зависимости от состава газа, его давления, длительности и напряжения разряда, природы материала поверхности можно добиться изменения ряда контактных свойств. В ходе исследования выявлено, что обработка плазмой приводит к увеличению биосовместимости и повышению гидрофильности. Кроме того, наши коллеги из медицинских учреждений отмечали хороший рост клеток. Все эти результаты расширяют возможности использования скаффолдов из PCL для медицинских целей».

8a18b42ab2ac5be24fd56e35dad89b17c4ab7913
Валерия Кудрявцева
Пресс-служба Томского политехнического университета

«Использование плазменных источников для модифицирования полимерных материалов биомедицинского применения является новым подходом. Наша группа начала использовать его одной из первых в научном мире, — подчеркнул Сергей Твердохлебов. — Сейчас нам удалось выявить режимы, при применении которых можно достигнуть оптимальных результатов. По сути, нами закладываются научные основы новой технологии и технологического оборудования. При этом помимо лабораторных мы изготавливаем и опытно-промышленные установки плазменного модифицирования медицинских изделий. Это уникальное оборудование с несколькими источниками плазмы, но оно достаточно универсальное. И мы уже изготавливаем на нем опытные образцы для медицинских учреждений. Таким образом мы работаем одновременно и над изготовлением составляющих для материалов, и над их модифицированием, и над научной составляющей».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое