Учёные разработали сверхпрочный биосовместимый материал с памятью формы

Исследовательская группа создала новый синтетический эластомер PCL-AD-4, сочетающий в себе исключительную прочность, биосовместимость и способность восстанавливать форму при температуре человеческого тела. Материал демонстрирует прочность на разрыв 1,42 гигапаскаля, что превышает показатели паучьего шелка, и обладает энергией разрушения почти в 107 раз выше, чем у человеческой кожи.

Ключевым преимуществом PCL-AD-4 является его способность к восстановлению первоначальной формы при 37°C с эффективностью более 94%. Это позволяет создавать сложные медицинские конструкции, которые можно временно деформировать для имплантации, после чего они самостоятельно принимают заданную форму внутри тела пациента.

Полимер основан на поликапролактоне (PCL), что обеспечивает его постепенное разложение в организме без токсичных побочных продуктов. Проведённые исследования подтвердили безопасность материала при контакте с клетками, кровью и при подкожной имплантации у лабораторных животных.

Структура эластомера имитирует переплетение коллагена и эластина в коже человека, но значительно превосходит природные ткани по механическим свойствам. По сравнению с традиционными термопластичными полиуретанами, имеющими прочность 20-50 МПа, PCL-AD-4 показывает результат в 1420 МПа.

Разработка открывает новые возможности для 4D-печати медицинских устройств, включая биоразлагаемые стенты и каркасы для тканевой инженерии. Особую перспективу материал представляет для регенеративной медицины, где требуются конструкции с точно контролируемыми механическими и биологическими свойствами.

В России также активно ведутся исследования в области биосовместимых полимеров на основе полиэпсилонкапролактона для применения в малоинвазивной хирургии и регенеративной медицине.