Исследователи из Университета Виргинии создали новый тип 3D-печатного материала, основанного на полиэтиленгликоле (PEG), который лучше взаимодействует с иммунной системой и обладает высокой эластичностью.
Эта разработка может вывести технологии создания искусственных органов, системы доставки медикаментов и даже улучшить характеристики аккумуляторов на новый уровень. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.
PEG уже применяется в биомедицине, однако традиционные методы его получения приводят к тому, что материал становится хрупким: после перекрестного сшивания в водной среде и удаления воды структура кристаллизуется и практически не растягивается. Это значительно ограничивает использование PEG в гибких конструкциях, которые должны выдерживать движение — например, в каркасах для будущих синтетических органов.
Команда под руководством Лихэна Цая использовала метод, ранее разработанный в его лаборатории: создание полимеров с так называемой «складывающейся щеткой». Молекулы данного типа имеют множество гибких боковых цепей, отходящих от центрального «стержня», и могут сжиматься и раскрываться подобно гармошке. Это позволяет материалу быть одновременно прочным и весьма растяжимым.
Аспирант Байцян Хуан адаптировал этот принцип для PEG. Он облучал исходную смесь ультрафиолетом всего несколько секунд — и запускал полимеризацию, формируя трехмерную сеть с архитектурой «щетки». В результате получались эластичные гидрогели и эластомеры, которые можно печатать на 3D-принтере.
«Мы можем изменять форму УФ-излучения и создавать сложные структуры — мягкие или жесткие — но при этом сохранять их растяжимость», — пояснил Хуан.
Такая гибкость открывает новые возможности для технологий биопечати и персонализированных систем доставки лекарств.
Учёные также проверили биосовместимость нового материала: клетки успешно росли рядом с PEG-структурами. Это делает технологию потенциальным кандидатом для разработки имплантируемых каркасов и других медицинских устройств.
Фото: hi-tech.mail.ru