Учени от САЩ са създали нов материал за 3D печат, който притежава висока еластичност и е съвместим с имунната система на човека, пише сп. Advanced Materials.
Материалът е разработен на базата на полиетиленгликол (PEG).
Разработката на изследователите от Университета на Вирджиния може да доведе до по-безопасни медицински технологии за трансплантация на органи и системи за доставяне на лекарства, както и да подобри технологиите за батерии.
Настоящото изследване разкрива начин за промяна на свойствата на полиетиленгликола, за да бъдат създадени разтегливи мрежи. PEG вече се използва в биомедицината, но съществуващите методи за производството му водят до крехкост на материала: след омрежване на линейни полимери във водна среда и отстраняване на водата, структурата кристализира и не може да се разтяга, без да загуби своята цялост.
Омрежването е процес, използван в полимерната химия за създаване на силна, триизмерна мрежа от свързани полимерни вериги.
Постигането на разтегливост е важна характеристика, тъй като липсата й сериозно ограничава приложението на PEG в гъвкави структури, които трябва да издържат на движение, като например скелетът за бъдещи синтетични човешки органи.
За да постигнат желаната еластичност, учените под ръководството на Лихън Цай са надградили върху разработен по-рано метод.
Подходът се състои в създаването на полимери с дизайн на "сгъваема четка за бутилки". Молекулите от този тип имат множество гъвкави странични вериги, излизащи от централен "гръбнак", който може да се свива и разгъва като акордеон. Това позволява на материала да бъде едновременно здрав и силно разтеглив.
За да създадат новия материал, учените са приложили концепцията за сгъваемия полимер към полиетиленгликола. За целта те са изложили изходната смес на ултравиолетова светлина за няколко секунди, давайки начало на полимеризацията, довела до формирането на мрежа с архитектура на "четка за бутилки". Така изследователите са получили силно разтегливи хидрогелове на базата на PEG и еластомери без разтворители, подходящи за 3D печат.
Подобна разтегливост отваря пътя към нови технологии за биопечат и персонализирани системи за доставка на лекарства.
Учените също така успешно са култивирали клетки заедно с полимерите на базата на PEG. Това може да доведе до потенциалното им приложение като материали, подходящи за имплантиране в тялото, като например скелетът за органи.