Plastics_4_2013

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 4 ( 1 2 2 ) 2 0 1 3 w w w . p l a s t i c s . r u 20 лении искусственного сердечного клапана позволяет добиться трех-четырехкратного ускорения адаптации организма к инородно- му телу, а нанотекстурирование поверхности аортного катетера позволяет снизить вероят- ность его отторжения на 80 процентов. Ино- гда проводят поверхностное модифицирова- ние биоматериалов небольшим количеством антисептика в нанокристаллическом состо- янии для предотвращения воспалительных процессов после имплантации. Совершенно новые горизонты откры- ваются при использовании последних до- стижений генной инженерии и операций с клеточными культурами. Представляется возможным заселять клетками импланти- руемый биоматериал (например, при замене кости, которая является довольно пористым материалом), с тем чтобы постепенно мате- риал в среде организма растворился, а клет- ки построили бы на его основе естественную биологическую костную ткань —произошла бы биоминерализация. Особую роль отво- дят при этом стволовым клеткам, которые потенциально могут восстановить любые поврежденные ткани. В этом случае также чрезвычайно важна организация материала на наноуровне, позволяющая материалу, с одной стороны, быть достаточно «друже- ственным» к стволовой клетке, а с другой стороны, быстро растворяться в организме. Каркас из нановолокон может быть осно- вой создания соединительной ткани между костями и суставами. Одной из основных проблем материаловедения в целом и биома- териаловедения в частности является соеди- нение материалов с резко различающимися механическими характеристиками. Ярким тому примером может служить проблема- тичность восстановления соединительной ткани между сухожилием («мягкая ткань») и костью («твердая ткань»). В природе состав этой ткани неоднороден и постепенно ме- няется, чтобы максимально сгладить скачок жесткости на границе раздела «сухожилие- кость». Совместными усилиями группы амери- канских и китайских ученых был предло- жен метод нанесения фосфата кальция так, чтобы соблюсти градиент концентрации для того, чтобы жесткость вдоль подложки менялась линейно. Для этого десятикратно концентрированный физраствор добавляли при постоянной скорости в сосуд, в кото- ром расположена нетканая подложка, со- стоящая из нановолокон. Для повышения гидрофильности и активации поверхности полимеров при нанесении фосфата кальция их поверхность подвергалась плазменной обработке или на поверхность был нанесен желатин. Угол наклона подложки, а также скорость подачи раствора рассчитывались таким образом, чтобы линейно уменьшать время осаждения при прохождении раство- ра от нижнего до верхнего края подложки. В результате при нанесении на полученный каркас клеток преостеобласта последние продемонстрировали различную адгезив- ность и морфологию в различных участках каркаса. Участок с наибольшей концентра- цией фосфата кальция продемонстрировал наибольшую плотность клеток, в то время как на участке, где фосфат кальция практи- чески отсутствовал, концентрация клеток была малой, что подтвердило возможность варьирования механических свойств карка- са путем изменения распределения фосфата кальция на поверхности подложки. Это дает возможность создания материала, который сможет выступать в качестве соединитель- ной ткани между костями и сухожилиями в каждом конкретном случае. Bioplastics: options and opportunities Artyom Bogdanov Medical bioplastics are meant to improve living standards and increase life duration by substitution of injured parts of the body – separate organs and tissues which are no lon- ger capable to perform their functions due to various reasons. There are a range of strict standards for medical bioplastics. The first matter of consideration is a biological com- patibility which means no reactions from im- mune system resulting in rejection of the ma- terial placed into human body. Another basic requirement for bioplastics is high chemical resistance. Biological materials also need to feature certain mechanical properties similar to ones of substituted organ or limb.