Новости

15 марта, 2022 16:55

Новый материал из углеродных нанотрубок увеличит надежность искусственных клапанов сердца

Источник: ТАСС
Российские ученые совместно с зарубежными коллегами разработали биоматериал на основе полимера и углеродных нанотрубок. Он может быть использован при создании сердечно-сосудистых имплантатов, например, искусственных клапанов сердца и сосудов, способных выдерживать длительные нагрузки, сообщила во вторник пресс-служба Российского научного фонда.
Источник: Pixabay

"Мы определили, что оптимальное содержание углеродных нанотрубок в композите для сердечно-сосудистых имплантатов составляет 1-2%. Именно это значение обеспечивает одновременно прочность, эластичность и хорошую биосовместимость. В дальнейшем мы планируем создать опытные образцы имплантатов на основе предложенного композита и исследовать их в качестве моделей реальных медицинских изделий", - сказал руководитель проекта Евгений Овчаренко, слова которого приводятся в сообщении.

По данным ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место в списке наиболее распространенных причин смерти в мире. Поэтому в современной хирургии крайне востребованы искусственные клапаны сердца и сосудистые протезы, которые позволяют восстановить нормальную работу органов и тканей. Одно из наиболее важных требований к ним - биосовместимость, поскольку имплантаты не должны вызывать иммунный ответ и отторгаться человеческим организмом.

С этой точки зрения, как отмечают авторы работы, перспективно использовать композиты, или многокомпонентные материалы, состоящие из углеродных нанотрубок и полимеров, поскольку они обладают всеми необходимыми свойствами. Однако структуру таких композитов сложно предсказать, поскольку часто во время синтеза углеродные нанотрубки вместо того, чтобы сшиваться с полимером, образуют связи между собой. Из-за этого образуются агломераты нанотрубок, снижающие качество получаемых материалов.

В новой работе для решения этой проблемы ученые из России и Белоруссии предложили модифицировать углеродные нанотрубки алифатическими аминами - азотсодержащими органическими молекулами. За основу они взяли производное медицинского полистирола и полиизобутилена - полимер, из которого производят компоненты для медицинских изделий. Это соединение безопасно и биосовместимо, но плохо переносит импульсные нагрузки, подобные биению сердца. Преодолеть этот недостаток удалось благодаря включению нанотрубок.

В ходе дальнейших исследований ученые установили, что полученный материал однороден и в нем не образуются агломераты нанотрубок. Затем биологи проверили биосовместимость нанокомпозита, поместив на него клетки эндотелия человека, выстилающего в том числе и внутреннюю поверхность сосудов. Оказалось, что за трое суток эксперимента материал не снизил жизнеспособность культуры, поэтому его безопасно использовать в организме человека. Эксперимент с растяжением показал, что прочность полученного композита в несколько раз превышает прочность ткани человеческого тела, что обеспечит надежность сердечно-сосудистых имплантатов.

13 сентября, 2024
Химики СПбГУ создали гибридные светящиеся полимеры для датчиков и экранов гаджетов
Ученые Санкт-Петербургского университета синтезировали гибридные соединения из лантаноид...
12 сентября, 2024
Соленость Атлантического океана за 70 лет ощутимо изменилась
За последние 70 лет соленость некоторых областей северной части Атлантического океана отчетливо из...