Ученые ТПУ создали скаффолды на основе фторсодержащих полимеров

22.10.24 09:55

Результаты исследования показали, что полученные композитные каркасы обладают заранее заданными свойствами, что открывает их широкое применение в электронике и медицине. Полученные материалы были протестированы на клетках соединительной ткани и мезенхимальных стволовых клетках человека.

 

Разработка новых гибридных магнитоактивных скаффолдов на основе биосовместимых пьезополимеров и магнитных наночастиц представляет большой интерес для медицины, в частности для регенерации тканей. Благодаря своим свойствам они дают возможность дистанционного управления клеточными функциями.

 

«Совместное исследование представляет собой важный шаг вперед в области создания биомедицинских материалов. Нам удалось разработать магнитоактивные каркасы на основе поливинилиденфторид-ко-трифторэтилена. Этот полимер обладает высокой химической, механической и термической стойкостью, а также высокими пьезоэлектрическими свойствами и возможностью создания из него в перспективе различных пленок и мембран. Его мы модифицировали наночастицами оксида железа. Полученные каркасы имеют определенную структуру и магнитные свойства, что делает их перспективными в регенеративной медицине и терапии», — отмечает один из авторов исследования, директор международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ Роман Сурменев.

 

Разработанные композитные скаффолды обладают определенной топологией. Средний диаметр волокон в них равен примерно 1 микрометру (диаметр человеческого волоса равен 50-80 микрометрам – ред.), а благодаря стабильности использованного коллоида оксида железа магнитные наночастицы распределены равномерно внутри полимерных волокон.

 

Ученые провели исследование полученных скаффолдов методами рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии и пьезосиловой микроскопии. Результаты показали, что они обладают высокими пьезоэлектрическими и диэлектрическими свойствами, а также термической и химической стабильностью. Это делает их перспективными электроактивными материалами для генерации экзогенных электрических потенциалов, управляющих клеточной активностью.

 

«Мы провели испытания с нормальными человеческими фибробластами (соединительными тканями – ред.) и мезенхимальными стволовыми клетками. Результаты показали, что каркасы не влияют негативно на жизнеспособность клеток, в том числе при применении постоянного или переменного магнитного полей. Более того клетки хорошо прикрепляются к скаффолдам и могут быть активированы под действием переменного магнитного поля. Это открывает новые перспективы для использования этих материалов в тканевой инженерии и регенеративной медицине», — добавляет доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, заведующая центра биологических исследований и биоинженерии СибГМУ Александра Першина.

 

В исследовании также приняли участие ученые Сибирского государственного медицинского университета, Томского госуниверситета и Уральского федерального университета.

 

Фото: Томский Политех

 

Читайте также: