259
Ученые из Томского политехнического университета совместно с международной командой разработали инновационный метод интеграции графена в материалы для костных имплантов. Этот подход позволяет создавать биосовместимые электрические схемы на поверхности имплантов, которые изначально не проводят электричество. Данное достижение может стать основой для разработки «умных» имплантов.
Современная медицина активно развивает направление «умных» имплантов, которые не только заменяют поврежденные ткани, но и позволяют отслеживать состояние здоровья пациента, контролировать работу самого импланта, доставлять лекарства и ускорять процесс заживления. Для реализации этих функций необходимо создать проводящую поверхность импланта.
Ученые из Томска применили лазерную технологию для внедрения графена в титановую пластину с кальций-фосфатным покрытием – материал, широко используемый в ортопедии и стоматологии.
«Наш композит продемонстрировал высокую прочность. Он успешно прошел двухчасовое испытание абразивным воздействием и 100 тысяч циклов изгиба без потери электрических свойств. Материал также сохранил электрохимическую стабильность после миллиона импульсов тока», – отметила Евгения Шеремет, профессор ТПУ.
Кроме того, исследователи провели тестирование материала в условиях, имитирующих человеческий организм, и оценили его биосовместимость.
«Мы культивировали клетки остеосаркомы человека на поверхности композита в течение недели. Материал показал отсутствие токсичности для клеток, что является важным шагом для дальнейших исследований его безопасности для человека», – добавил Евгений Плотников, доцент ТПУ.
Материал также сохранял свои электрические свойства в течение 12 недель в среде, близкой к условиям организма, при температуре 38 °C и различных уровнях кислотности.
Этот материал может стать основой для создания «умных» имплантов, например, с встроенными датчиками, которые будут отслеживать нагрузку и сигнализировать о повреждениях. Также возможно использование электрической стимуляции для ускорения заживления тканей.
В ближайших планах ученых – изучение способности нового материала стимулировать рост клеток и ускорять восстановление после травм.
