Созданный на основе природного полимера хитозана и синтетического поликапролактона материал позволяет печатать кожу, кости, кровеносные сосуды и другие ткани, сообщает пресс-служба Нижегородского государственного университета имени Лобачевского.
3D-биопечать человеческих тканей считается перспективным направлением регенеративной медицины, но создание подходящих материалов остается серьезным вызовом. Они должны быть одновременно прочными, безопасными, биосовместимыми и способными к контролируемому разложению в организме.
Химики Нижегородского государственного университета объединили преимущества двух разных полимеров. Хитозан, получаемый из панцирей ракообразных, обеспечивает прочность и безопасность материала, хорошо растворяется в воде и обладает антибактериальными свойствами. Поликапролактон, популярный термопластик для 3D-печати, отвечает за пластичность и способность плавиться при нагревании.
Композитный материал для биопечати. Фотография предоставлена пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского, фотограф Андрей Скворцов
Сложность заключалась в том, чтобы соединить эти два очень разных по свойствам полимера в однородную массу. Исследователи использовали органический растворитель диметилсульфоксид и обработали смесь ультразвуком, получив материал, пригодный для биопечати.
Поликапролактон уже применяется при создании искусственных сосудов. Но он не реагирует с водой, что повышает риск развития тромбоза. Хитозан, наоборот, хорошо растворяется в воде и предотвращает эти негативные последствия. Поликапролактон при разложении провоцирует воспаление тканей, выделяя кислоту. Хитозан их связывает и «обезвреживает».
Иван Леднев, соавтор исследования, научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического факультета ННГУ
Исследователи показали, что варьируя соотношение полимеров в составе, можно получать различные виды тканей. Например, можно создавать как простые биопластыри, так и сложные структуры вроде искусственных тканей легких. В перспективе технология может стать альтернативой даже титановым пластинам, которые используют при сложных переломах.
Сейчас ученые работают над производством филамента для медицинских 3D-принтеров и настраивают свойства материала для разных применений. Они также планируют усовершенствовать состав материала с помощью дополнительных веществ.
