Российские учёные создали материал из нановолокон для лечения ран

Коллектив учёных из трёх ведущих российских научных центров разработал инновационный композитный материал на основе наноразмерных волокон оксида алюминия. Специалисты НИТУ МИСИС, Сколтеха и Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН объединили усилия для создания высокотехнологичного медицинского материала с комплексом необходимых свойств.

В основе технологического решения лежит метод электроспиннинга — процесс, при котором специально подготовленная жидкая композиция подвергается воздействию электрического поля высокого напряжения. Исходный состав, включающий поливиниловый спирт и частицы оксида алюминия, проходит через систему подачи с тончайшей иглой. Под действием электростатических сил формируется струя, которая в полёте затвердевает, образуя сверхтонкие волокна, оседающие слоями на приёмной поверхности.

Исследовательской группе удалось достичь исключительных результатов в миниатюризации структурных элементов материала. Средний диаметр полученных волокон составил всего 178 нанометров, что существенно увеличивает функциональную площадь поверхности. Как пояснил сотрудник лаборатории ускоренных частиц НИТУ МИСИС Мохамад Ибрагим, именно этот параметр играет критическую роль в эффективности медицинских материалов, определяя их способность взаимодействовать с биологическими тканями, адсорбировать вещества и контролируемо высвобождать лекарственные препараты.

Для преодоления естественной нестабильности поливинилового спирта во влажной среде учёные применили специальный сшивающий агент. Это техническое решение обеспечило сохранение структурной целостности материала даже при длительном контакте с водными растворами — необходимое свойство для медицинских изделий, контактирующих с биологическими жидкостями.

Заведующий кафедрой физической химии НИТУ МИСИС Алексей Салимон отметил уникальное сочетание характеристик полученного композита: устойчивость к влаге, совместимость с живыми тканями, развитая поверхность и механическая прочность. Варьирование компонентного состава открывает возможности для тонкой настройки свойств материала под конкретные медицинские задачи — от антибактериального действия до стимуляции регенерации тканей.

Лабораторные испытания продемонстрировали безопасность нового композита для фибробластов — клеток соединительной ткани человека. Это подтверждает перспективность разработки для создания перевязочных материалов нового поколения с расширенным функционалом: доставка лекарств непосредственно в область повреждения, антисептическое действие, ускорение заживления и эффективная остановка кровотечений.

Научный коллектив не ограничивается применением материала только для повязок. В партнёрстве с Институтом биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС запланированы исследования по созданию тканеинженерных конструкций для восстановления повреждённых кожных покровов.

Проект реализуется при поддержке государственной программы «Приоритет-2030» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Детальное описание технологии и результаты исследований опубликованы в авторитетном международном научном издании Emergent Materials, относящемся ко второму квартилю (Q2) рейтинга научных журналов.

Источник: Наука.рф