Главный секрет технологической новинки кроется в усовершенствованном биосовместимом и разлагаемом материале поликапролактоне. Сегодня его активно применяют в медицине. Однако главной проблемой полимера всегда была гидрофобность - материал плохо контактирует с водой. Для регенерации клеток это критично, потому что активно размножаться они могут только на влажной поверхности.
Ученые БФУ имени Иммануила Канта совместно с коллегами из Санкт-Петербурга предложили усовершенствовать поликапролактон. Опытным путем они установили, что если "навесить" на материал аминогруппы, то полимер будет быстрее и лучше восстанавливать поврежденные ткани и выращивать новые. На практике это означает, что к нему легче прикрепляются человеческие клетки. При этом риски воспалительных процессов после установки такого имплантата значительно снижаются.
Помимо недостаточной гидрофобности у поликапролактона был еще один существенный недостаток - его малая биоактивность. В изначальном материале просто отсутствовали, как говорят ученые, "специфические сайты связывания", которые отвечают за прикрепление, миграцию, деление клеток и их дифференцировку. Модификация полимера помогла эту проблему решить.
"В результате мы определили оптимальные условия для присоединения к поликапролактону аминогрупп, которые позволяют клеткам успешно закрепиться на его поверхности и впоследствии размножаться", - рассказала кандидат технических наук, доцент, заведующая лабораторией полимерных и композиционных материалов Балтийского федерального университета имени Канта Ольга Москалюк.
Эксперимент показал, что, чем выше была концентрация специальной молекулы аргинина при обработке полимера, тем лучше аминогруппы прикреплялись к нему. Ученые отметили, что самые прочные образцы получили при высоких концентрациях вещества при нагревании до 40 градусов. В таких условиях материал выдерживал в два раза больше нагрузок при растяжении, чем необработанный поликапролактон. Такие образцы охотнее взаимодействовали с водой.
Теория - это хорошо, однако вопрос: сможет ли пригодиться ноу-хау в реальной жизни? Ученые убеждены, что у обработанного поликапролактона - большое медицинское будущее. Особым спросом он будет пользоваться в регенеративной медицине. Так, например, из полимера вполне можно изготавливать штифты для стоматологии.
Поскольку материал довольно гибкий, из него реально изготовить биологические пленки, которые будут напоминать вторую кожу и позволят восстановить поврежденные ткани после ожогов. Таких полимерных пластырей, считают врачи, сегодня не хватает.
Эксперт добавила, что сегодня в продаже есть специальные пластыри и повязки для ожогов. Но они не решают задачу по восстановлению кожных покровов. Разработка калининградских ученых могла бы эту проблему решить.