Современный человек живет в мире синтетических материалов – полимеров. Эти химические соединения сегодня вытесняют металлы, изделия из них широко используются в быту, в промышленности, авиастроении и других сферах человеческой деятельности.
Особую роль полимеры играют в медицине, разработки в этой области ведут ученые разных стран. Именно поэтому на мини-симпозиуме «Биоматериалы» в рамках III Cаммита молодых ученых и инженеров «Большие вызовы для общества, государства и науки» в Университете «Сириус» с докладами выступали как российские, так и зарубежные специалисты.
Так, Сяоминь Чжу, доктор химических наук, научный сотрудник Института интерактивных материалов (DWI) и Института технической и макромолекулярной химии Ахенского университета RWTH (Германия) выступил с докладом «Микро- и нанокапсулы из оксида кремния для биомедицинских применений».
«Микрокапсулирование активных компонентов, образование тонкой защитной оболочки из полимерных материалов имеет большое значение для персонализированной медицины. Такие микрокапсулы являются носителями лекарственных средств. Они позволяют осуществлять контролируемую доставку активных веществ к пораженным органам, к опухолям, таким образом, снижая негативное воздействие токсичного препарата на организм в целом. Наиболее перспективным материалом для формирования оболочек капсул является диоксид кремния», – пояснил ученый.
В Университете «Сириус» в рамках направления «Биоматериалы» также ведутся разработки инновационных функциональных материалов на основе природоподобных и биоразлагаемых систем. Ученые создают биоматериалы для восстановления кожного покрова, биоактивное покрытие для костных крепежных изделий в травматологии и ортопедии. Магистранты и молодые ученые также имеют возможность принимать участие в этих перспективных исследованиях и разработках.
«Искусственные материалы проникли во все сферы нашей жизни, колоссальное значение они имеют и для медицины. На основе полимеров ученые создают биоматериалы для изготовления шовного материала, умных имплантатов, элементов носимой электроники, микрокапсул для доставки лекарств, сердечных клапанов, эндопротезов суставов и изделий, призванных заменить естественные ткани организма или восставить отдельные функции организма», – отметил руководитель направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Дмитрий Иванов.
Однако даже наиболее прогрессивные биоматериалы имеют недостатки, среди которых низкая гидрофильность, медленная биодеградация, плохая адгезия клеток, локальное закисление тканей и другие. Чтобы нивелировать эти недостатки ученые предлагают использовать материалы, соединяющие в себе полимеры и белки.
«Имплантаты из таких гибридных материалов выполняют свою физиологическую функцию и постепенно замещаются собственными тканями. Имплантаты из смеси полимера и белка в большей степени обладают такими важными свойствами, как биосовместимость и биодеградация, то есть не вызывают аллергии, воспалительных реакций, не обладают канцерогенным действием и частично или полностью растворяются в организме, не нанося ему вреда», – отметил в своем докладе руководитель лаборатории медицинских нанотехнологий Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины Университета «Сириус» Дмитрий Клинов.
За минувший год группа ученых, которую он возглавляет, разработала и зарегистрировала три медицинских изделия из гибридного материала. К примеру, мембрана для восстановления хряща коленного сустава прошла клинические испытания на животных и показала свою эффективность, поэтому сейчас используется в клинической практике. С ее применением успешно проведено уже 20 операций, после которых у пациентов не выявлено каких-либо нежелательных реакций. Напротив, заживление поврежденных тканей идет быстрее.
Как отмечает ученые, у таких биоразлагаемых изделий есть ряд преимуществ перед металлическими изделиями, применяемыми в травматологии, ортопедии и других областях медицины. Поэтому разработки в этой области являются наиболее перспективными.
