Учени от САЩ създадоха еластичен материал за 3D печат, съвместим с човешкото тяло

Учени от САЩ са създали нов материал за 3D печат, който притежава висока еластичност и е съвместим с имунната система на човека. Материалът е разработен на базата на полиетиленгликол (PEG).

Разработката на изследователите от Университета на Вирджиния може да доведе до по-безопасни медицински технологии за трансплантация на органи и системи за доставяне на лекарства, както и да подобри технологиите за батерии.

Откриха естествен защитен фактор срещу рака

Настоящото изследване разкрива начин за промяна на свойствата на полиетиленгликола, така че да бъдат създадени разтегливи мрежи. PEG вече се използва в биомедицината, но съществуващите методи за производството му водят до крехкост на материала: след омрежване на линейни полимери във водна среда и отстраняване на водата, структурата кристализира и не може да се разтяга, без да загуби своята цялост.

Омрежването е процес, използван в полимерната химия за създаване на силна триизмерна мрежа от свързани полимерни вериги.

Постигането на разтегливост е важна характеристика, тъй като липсата ѝ сериозно ограничава приложението на PEG в гъвкави структури, които трябва да издържат на движение – например скелетът за бъдещи синтетични човешки органи.

За да постигнат желаната еластичност, учените под ръководството на Лихън Цай са надградили върху разработен по-рано метод.

Подходът се състои в създаването на полимери с дизайн на „сгъваема четка за бутилки“. Молекулите от този тип имат множество гъвкави странични вериги, излизащи от централен „гръбнак“, който може да се свива и разгъва като акордеон. Това позволява на материала да бъде едновременно здрав и силно разтеглив.

За да създадат новия материал, учените са приложили концепцията за сгъваемия полимер към полиетиленгликола. За целта те са изложили изходната смес на ултравиолетова светлина за няколко секунди, което е дало начало на полимеризацията и е довело до формирането на мрежа с архитектура на „четка за бутилки“. Така изследователите са получили силно разтегливи хидрогелове на базата на PEG и еластомери без разтворители, подходящи за 3D печат.

Подобна разтегливост отваря пътя към нови технологии за биопечат и персонализирани системи за доставка на лекарства.

Учените също така успешно са култивирали клетки заедно с полимерите на базата на PEG. Това може да доведе до потенциалното им приложение като материали, подходящи за имплантиране в човешкото тяло – например скелетът за бъдещи органи.