Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами, используя отечественное сырье и оборудование, впервые получили мембраны из политетрафторэтилена методом электрораспыления. Анализ образцов показал, что подход позволяет получать мембраны с низкой цитотоксичностью и регулируемыми структурными свойствами, и может стать более простой и экономичной альтернативой для изготовления материалов для реконструктивной медицины. Проект поддержан федеральной программой Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети».
Последние результаты исследований опубликованы в серии статей в журналах Journal of Fluorine Chemistry и Polymers. Исследования также поддержаны грантом РНФ (№ 25-63-00033).
Пористые барьерные мембраны из вспененного политетрафторэтилена (тефлона) широко используются в разных областях реконструктивной хирургии. Например, в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии их применяют для направленной регенерации костной ткани при подготовке к имплантации зубов и при лечении пародонтита, в общей хирургии — для лечения грыж и предотвращения послеоперационных спаек, в кардио- и сосудистой хирургии — для создания сосудистых имплантатов.
В основном подобные материалы получают с помощью метода термоэкспандирования. Это сложный и дорогостоящий производственный процесс, требующий точного контроля параметров обработки, что увеличивает цену конечного продукта и ограничивает более широкое клиническое применение.
В России на сегодняшний момент наблюдается дефицит подобных мембран. Поэтому разработка более простой и экономичной методики на основе отечественных сырья и оборудования остается важной задачей.
«Ранее междисциплинарному коллективу удалось получить мембраны из политетрафторэтилена, используя метод электроспиннинга. Однако все больший интерес для решения этой задачи вызывает применение технологии электрораспыления (формирование материала в виде сфер под действием электрического поля — прим.), поскольку она позволяет изготавливать материалы с уникальным сочетанием свойств, включая устойчивость к агрессивным средам, способность сохранять рабочие характеристики в широком диапазоне температур, превосходные электроизоляционные свойства и биосовместимость с тканями. Кроме того, среди ключевых преимуществ как электроспиннинга, так и электрораспыления можно отметить их технологическую универсальность и высокую адаптивность производственного процесса, что позволяет сравнительно легко и быстро масштабировать его от лабораторного до промышленного производства», — говорит руководитель Центр аддитивных технологий общего доступа ТПУ Евгений Больбасов.
Исследователи отмечают, что технология электрораспыления ранее для производства мембран из политетрафторэтилена не применялась. Ученым удалось изготовить барьерные мембраны из водной суспензии политетрафторэтилена с добавлением высокомолекулярного полиэтиленоксида. Мембраны формировали на установке, разработанной в Томском политехническом университете, с последующей термической обработкой при 330-350 °C.
Результаты показали, что и электроспиннинг, и электрораспыление являются перспективными методами получения нецитотоксичных барьерных мембран из политетрафторэтилена с регулируемыми структурными свойствами. Исследования in vitro подтвердили, что все типы мембран поддерживали нормальную морфологию фибробластов, их адгезию и пролиферацию без признаков цитотоксичности.
«Гистологическая оценка in vivo показала, что барьерная мембрана, полученная методом электрораспыления, вызывала тканевую реакцию, наиболее близкую к реакции коммерческого контрольного образца, характеризующуюся тонкой фиброзной капсулой и минимальным продуктивным воспалением. Получение мембран из политетрафторэтилена представляет собой многообещающую альтернативу традиционным методам, сочетая более упрощенное и экономичное производство с благоприятными биологическими характеристиками»,
— говорит младший научный сотрудник Центр аддитивных технологий общего доступа ТПУ Евгений Мельник, уточняя, что дальнейшие исследования в данном направлении будут сосредоточены на улучшении механических свойств мембран, полученных методом электрораспыления.
«Работа является ярким примером успешного междисциплинарного исследования и эффективного сотрудничества нескольких университетов и академических институтов, что говорит о значимости поддержки таких инициатив Российским научным фондом», — подчеркивает академик РАН Андрей Ярославцев.
В исследовании приняли участие сотрудники Центра аддитивных технологий общего доступа и Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, НИИ кардиологии ТНИМЦ, Университета «Сириус», Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Института атмосферной оптики им. В.Э. Зуева СО РАН.
Пресс-релиз подготовлен на основании материала, предоставленного организацией. Информационное агентство AK&M не несет ответственности за содержание пресс-релиза, правовые и иные последствия его опубликования.
