Китайские ученые достигли значительного прорыва в разработке новых материалов для использования в медицинских имплантах. Они представили несколько инновационных решений, которые отличаются своей уникальностью и перспективностью.
Например, создание «биотекстиля» из нитей гексафлорпентана, который обладает не только высокой прочностью, но и способностью самозаряжаться от движения, открывает новые возможности для медицинских имплантов.
Кроме того, использование аминокислот для производства прочного стекла, которое при этом благоприятно взаимодействует с организмом, представляет собой еще один пример инновационного подхода к созданию материалов для имплантации.
Инженеры Юго-Восточного университета разработали материал, который обладает высокой износостойкостью, но при этом способен естественным образом разлагаться в организме. Однако главным достижением является способность этого материала преобразовывать механическую энергию в электрическую, что открывает возможности для создания самозаряжающихся имплантов.
Ученые из Нанкина предложили использовать разработанный ими биоматериал для создания кардиостимуляторов и устройств доставки лекарств. Это имеет огромное значение, поскольку биоматериал, созданный на основе гексафлорпентана, не только обладает уникальными свойствами, но и способен естественно разлагаться в организме со временем.
По мнению ученых, данный материал напоминает текстиль и может быть использован для создания широкого спектра имплантов - от стентов для сосудов до стоматологических нитей.
В статье для журнала «Science» ученые подчеркивают, что гексафлорпентан отлично сочетается с поливиниловым спиртом, который является одним из наиболее распространенных загустителей.
Все эти инновации открывают новые горизонты в области разработки материалов для медицинских имплантов и позволяют улучшить качество жизни пациентов. Работа ученых из Нанкина является важным вкладом в развитие медицины и технологий имплантации, их открытия могут способствовать революции в области медицинской техники.
Сочетая различные компоненты, возможно создавать разнообразные материалы, начиная от твердых и заканчивая жидкими.
Недаром ведущие государственные СМИ Китая сравнили открытие медицинского гексафлорпентана с открытием пьезоэлектрического эффекта братьев Кюри в 1880 году.
Китайские ученые активно исследуют другие материалы, которые можно использовать в человеческом организме.
Например, биоинженеры из Академии наук Китая разработали так называемое «белковое стекло».
Этот материал можно синтезировать из пептидов и аминокислот, и он действительно ничем не отличается от обычного стекла - он прозрачный.
Благодаря органическому происхождению, он разлагается в организме.
Процесс создания «биостекла» включает нагревание порошка в инертной атмосфере до температуры выше точки плавления, но недостаточной для распада молекул.
Затем смесь охлаждается, и к ней прибавляется вода, в результате чего материал выпадает в виде кристаллов.
«Биостекло» обладает гибкостью и прочностью, ему можно наделить любую форму, а также использовать при 3D-печати.
Это позволяет применять его в производстве медицинских имплантатов, например, в устройствах для точной доставки лекарств.
Кроме медицины, у китайского изобретения есть и промышленное применение: ученые полагают, что их «белковое стекло» может вытеснить традиционное не только в медицинской сфере, но и в промышленности.
Ежегодно в мировой промышленности производится около 40 миллионов тонн стекла.
Хотя стекло теоретически является материалом, подлежащим легкой переработке, на практике менее трети его используется повторно.
Остаток попадает на свалки и, благодаря своей великой инертности, накапливается в огромных количествах.
Не удивительно, что ученые по всему миру уже давно ищут способы производства более экологически чистых и устойчивых материалов. Один из направлений исследований направлен на создание прозрачных материалов из древесины. Так называемое «белковое стекло» в природных условиях разлагается от 3 недель до 7 месяцев в зависимости от состава используемых аминокислот и пептидов. Это открывает новые перспективы не только в области медицины, где такие материалы могут использоваться для создания биосовместимых имплантатов и протезов, но и в сфере охраны окружающей среды.
Однако не каждый биоматериал способен заменить такие материалы, как титан, который используется в производстве ортопедических имплантов и зубных протезов. Титан обладает легкостью, прочностью и отличной биосовместимостью, что делает его популярным материалом для медицинских целей. Одним из недостатков титана является его неустойчивость к бактериям, что может привести к инфекциям после установки имплантата.
Ученые из Пекинского института наноэнергетики и наносистем, Шэньчжэньского института передовых технологий и Городского университета предложили инновационное решение этой проблеме. Они предложили метод обработки титановых протезов слабым электрическим током, который придает материалу способность уничтожать бактерии. Этот метод не влияет на биосовместимость и прочность титана, что делает его безопасным для использования в медицинских целях.
Согласно исследователям, применение электрического тока проще и эффективнее, чем альтернативные методы, такие как использование УФ-ламп. Это открытие представляет собой значительный шаг вперед в области имплантологии и может быть широко применено в медицинской практике. Введение такой технологии позволит снизить риск инфекций и улучшить результаты хирургических вмешательств.
Подобные инновации играют важную роль в развитии современной медицины и повышении качества жизни пациентов.