Ученые МГУ им. М.В. Ломоносова совместно с греческими коллегами провели исследования в области биосовместимых биомиметических полимерных материалов, которые должны позволить сократить риск отторжения имплантов. Они установили влияние молекулярной архитектуры на свойства полимерных материалов, в частности, на возможность контролировать копирование механических свойств биологических тканей полностью синтетическими полимерными материалами.

Работа проводится в рамках проекта Минобрнауки России и национального проекта «Наука и университеты».

«Использование щеточной архитектуры полимеров в значительной степени расширило возможности создания биомиметических имплантатов. Щеткообразные эластомеры с кристаллизующимися боковыми цепями перспективны для биомедицинских применений, требующих наличия двух различных механических состояний ниже и выше температуры тела: твердого и сверхмягкого», — сказано в сообщении пресс-службы.

Легкому внедрению импланта способствует твердое полукристаллическое состояние, затем введенный материал размягчается и ведет себя как окружающие мягкие ткани.

«Чтобы понять переход между двумя состояниями, мы изучили процесс кристаллизации с помощью синхротронного рассеяния рентгеновских лучей для ряда щеточных эластомеров с боковыми цепями из поли(ε-капролактона), содержащими от 7 до 13 повторяющихся звеньев», — рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией инженерного материаловедения факультета фундаментальной физико-химической инженерии Дмитрий Иванов.

В процессе кристаллизации происходит вытеснение основной цепи полимера в межкристаллические области, что сопровождается их конформационными изменениями, то есть изменениями пространственного расположения. Для мониторинга процесс кристаллизации полимеров исследователи использовали рентгеновское рассеяние.

Процесс кристаллизации начинается с поглощения кристаллизующихся боковых цепей макромолекул растущими кристаллами с последующей реконфигурацией макромолекул внутри уже выросших кристаллов.

По словам экспертов, рынок трансплантологии постоянно нуждается в разработках, улучшающих биосовместимость имплантов. Создание биорезорбируемых медицинских изделий, которые по мере растворения замещается тканью организма хозяина, или персонализированных биомиметических имплантов, имитирующих свойства биоматериалов, являются важнейшими задачами современной регенеративной медицины.