科学家研制出“未来材料” 可促进骨骼高效融合

据作者介绍，该技术可使压电聚合物具有现代修复医学所要求的新特性。研究结果发表在《Applied Materials Today》杂志上。

压电效应是某些材料将机械变形转化为表面电荷的能力。人体中有许多电敏细胞和压电组织，如骨组织。TPU科学家解释称，具有压电特性的材料，由于与人体组织相似，在现代康复医学中的应用越来越普遍。

但是，具有所需性能的压电聚合物很难被水和生物介质润湿，这会阻碍细胞附着到聚合物表面以有效再生组织。据TPU科学家介绍，提高润湿性的常用方法导致压电效应显著下降。而他们开发的聚合物表面改性的方法完全没有这个缺陷。

TPU化学与生物医学技术研究所物理材料与复合材料科研中心主任罗曼·苏尔梅涅夫解释说： “人体有能力通过电刺激细胞过程来恢复骨骼组织。植入物具有压电特性，可以加速修复骨骼缺陷，例如骨折或裂缝。我们发明的用以改变植入物表面的方法——涂上特殊的有机分子薄层，不仅提高了润湿性和反应性，而且不会改变基底材料的压电性能。”

据TPU科学家介绍，通过涂覆芳香族重氮盐可以改善聚合物的特性。研究中使用了聚3-羟基丁酸酯，它是一种生物相容且可生物降解的压电材料，广泛应用于医疗实践。”

TPU化学与生物医学技术研究所副教授帕维尔·波斯特尼科夫说： “通过控制治疗的持续时间、重氮盐的含量以及将其附着在聚合物上的紫外线源的功率，可以改变接种到植入物表面的官能团的数量，从而调整其参数，以完成特定的临床任务。”

植入物表面存在压电电荷，当与人体组织接触时会形成电场，从而激活某些类型的细胞，科学家认为，这使他们能够将研制成果归入新一代“智能”医疗材料。TPU的科学家们确信，以这种方式改性的压电聚合物可以应用于骨骼、皮肤甚至神经组织的康复。

该项研究得到了俄罗斯科学基金会（18-73-10050号）以及根特大学（比利时）专家的支持。未来研究团队将继续研究新材料的特性，并基于提出的方法，开发将药物 “加载”到植入物内和表面的技术，以更有效地使受损组织再生。