Российские и латвийские ученые предложили новый биоактивный наполнитель для 3D-печатных имплантатов

Международный коллектив с участием ученых Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» предложил альтернативный наполнитель на основе силиката кальция для каркасов костных имплантатов, печатаемых на 3D-принтерах. Материал препятствует образованию бактериальных пленок на поверхностях каркасов и в перспективе может применяться в изготовлении имплантатов малонагруженных костей.

В настоящее время биополимеры широко используются в медицине. Особый интерес для ученых и врачей, работающих в области реконструктивной хирургии, представляют разработка и производство полимерных скаффолдов — каркасов, служащих основой для восстановления костной ткани и заселяемых клетками пациентов.

Материалы каркасов в идеале должны быть не только биологически совместимыми, но и способствовать процессу регенерации тканей, а также обладать антибактериальными свойствами — препятствовать распространению бактерий на поверхностях скаффолдов. По этой причине одной из основных задач тканевой инженерии является изучение и создание новых материалов для 3D-печати каркасов.

Группа ученых под руководством директора Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии университета «МИСиС» Федора Сенатова и профессора Рижского технического университета Раджана Чоудхари изготовила два вида 3D-печатных костных скаффолдов с использованием композиционных материалов на основе полилактида с добавками волластонита и гидроксиапатита, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».

Материаловеды исследовали механические свойства, возможность заселения 3D-печатных каркасов мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками (ММСК) и антибактериальную активность скаффолдов в физиологической среде. Результаты исследования показали, что химический состав скаффолдов значительно влияет на адгезию — прикрепление микробных клеток к поверхности.

«Скаффолды на основе PLA/Wol показали более низкие механические характеристики по сравнению со скаффолдом PLA/HAp. В то же время волластонит препятствовал образованию биопленки бактерий кишечной палочки, а ММСК были колонизированы на поверхности. Это наблюдение подтверждает, что волластонит обладает как бактерицидными, так и цитосовместимыми свойствами и является альтернативным наполнителем в композиционных материалах на основе полимеров для изготовления скаффолдов по технологии 3D-печати», — рассказал сотрудник научно-образовательного центра биомедицинской инженерии НИТУ «МИСиС» Владислав Львов.

В будущем такие скаффолды могут найти хирургическое применение в качестве имплантатов малонагруженных костей, например костей черепа. В ближайших планах научной группы — множественные предварительные исследования и испытания.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в научном журнале Polymer.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.