Ученые из Томского политехнического университета совместно с российскими и зарубежными коллегами разработали инновационные каркасы на основе природных биополимеров для восстановления костной ткани, известные как скаффолды. Эти каркасы позволяют ускорить процесс регенерации костной ткани и уже прошли успешное тестирование при лечении дефектов бедренной кости у крыс.

Исследователи Томского политехнического университета длительное время занимаются разработкой магнитоактивных материалов для решения проблем регенерации тканей. Установлено, что эти технологии клинически безопасны и обеспечивают глубокое проникновение магнитных полей в ткани без нагрева и затухания.

В ходе исследования ученые предложили объединить две перспективные технологии и разработали скаффолды на основе пьезоэлектрического полимера PHB с добавлением композитных магнитных нанонаполнителей на основе магнетита и оксидов графена.

Исследования показали, что скаффолды, изготовленные с использованием этих наполнителей, обладают уникальной микроструктурой. Микроволокна этих каркасов имеют высокопористую и шероховатую морфологию, способствующую образованию проницаемой для клеток поверхности, что улучшает адгезию клеток.

Внедрение магнитных наполнителей позволило ускорить биодеградацию каркасов PHB за счет образования пор на поверхности композитных волокон и увеличения содержания полимерной аморфной фазы в композитных скаффолдах.

Механизм биодеградации, включающий высвобождение полимерных кристаллитов и кристаллизацию аморфной фазы, может открыть новые возможности для создания имплантатов, способствующих восстановлению и регенерации поврежденных костей. Эти разработки могут в дальнейшем существенно улучшить качество жизни людей с патологиями костей, обеспечив более эффективные и безопасные методы лечения.