Loading...

Новые микророботы способны имитировать кости
Olov Planthaber/LiU

Шведские и японские ученые разработали микроробота, который изначально является гибким, а затем затвердевает. Материал имитирует процесс формирования костей и создан из соединений, полученных из скелета. Новая разработка пригодится в медицине для лечения переломов. Статья о работе, проведенной экспертами из Линчепингского университета (Швеция) и Национального университета Окаямы (Япония), опубликована в журнале Advanced Materials.

У новорожденных детей в черепе есть участки, покрытые мягкой соединительной тканью, — роднички. Благодаря родничкам череп ребенка может сжиматься во время родов без вреда для ребенка. Со временем ткань родничков окостеневает.

Исследователи решили использовать это свойство костной ткани человека в своей новой разработке. Они создали простого «микроробота», которому можно придавать различные формы перед затвердеванием материала. Основу микроробота составляет альгинатный гель. На одной из сторон геля выращивается электроактивный полимер. Когда к нему прикладывают небольшое напряжение, он разрастается в объеме и изгибается в определенном направлении. К другой стороне геля прикреплены биомолекулы, извлеченные из мембраны клеток, участвующих в процессе развития костной ткани. Именно благодаря этим биомолекулам мягкий материал впоследствии затвердевает. Для этого его погружают в клеточную среду, в которой условия похожи на внутреннюю среду организма и в которой содержатся кальций и фосфор. После погружения активируются биомолекулы. Гель минерализуется и застывает, как кость.

Нанося на гель определенные рисунки, ученые могут контролировать, в какую сторону будет двигаться полимерный материал под действием напряжения. Так, если на гель нанесены перпендикулярные линии, то он будет сгибаться в полукруг, а если диагональные — закручиваться в спираль.

Разработанный микроробот может быть применен для залечивания переломов и других повреждений костей. Мягкий материал может заполнить пустоты, которые образуются при сложных переломах. Когда он затвердеет, то станет основой для разрастания костной ткани. В своем исследовании ученые показали, что материал может обернуться вокруг куриных костей. Затем искусственная кость срастается с настоящей. Авторы планируют заниматься дальнейшим изучением биосовместимости разработанной ими системы, проводя опыты с живыми клетками.


Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram