Сверхэластичные, гиперупругие конструкции из никелида титана, которые помогут в восстановлении дефектов мягких тканей, возникших из-за травм, некоторых заболеваний, а также врожденных патологий, разработали ученые Томского государственного университета (ТГУ), сообщает 18 октября пресс-служба вуза.

Гиперупругие биоматериалы, созданные в ТГУ, обладают такими необходимыми качествами для реконструктивной хирургии, как биосовместимая поверхность и схожие с родной биологической тканью механические характеристики, то есть способность подобно родным тканям деформироваться и восстанавливать свою исходную форму.

Старший научный сотрудник лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Гульшарат Байгонакова пояснила: «Необходимость в замещении, восстановлении или поддержании мягких тканей у пациентов возникают в разных ситуациях, например, у онкобольных людей после удаления злокачественных образований. Речь идёт о дефектах разных мягких тканей — кожи, мышц, стенки кровеносных сосудов, сухожилий, связок, внутренних органов».

Ученые из лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов в качестве материала для замены, армирования и восстановления мягких тканей предложили использовать сплав никелида титана. Такой материал обладает памятью формы и широко известен, однако его свойства и возможности изучены далеко не полностью.

Придавая определенную форму этому материалу, ученые смогли получить характеристики, необходимые для имплантов. Они изготовили из сплава TiNi проволоку толщиной 60–90 микрон. После чего связали из нее на специальном станке конструкцию с особым способом соединения петель — металлотрикотажную сетку.

Заведующая лабораторией сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Екатерина Марченко рассказала о проделанной работе:

«В рамках мегагранта „Реология интерфейса сверхэластичный сплав покрытие — биологическая ткань“ (руководитель Алексей Волынский) мы проводим исследования усталостных свойств проволоки и металлотрикотажа. Для создания импланта очень важно понимать, как конструкция будет деформироваться в условиях физиологических нагрузок и выдерживать многочисленные циклы деформаций».

Именно задача разработки метода оценки биомеханического подобия в интерфейсе «сетчатый имплант — мягкая биоткань» была поставлена как главная в проекте.

Проведенные исследования выносливости конструкций (способности многократно деформироваться и полностью восстанавливать свою форму) показали механически устойчивую обратимую циклическую сверхэластичную деформацию изготовленной учеными ТГУ TiNi проволоки в интервале до 8%.

Такие конструкции из сверхэластичной проволоки смогут выдержать миллионы циклов деформации в указанных рамках, тогда как у большинства металлических медицинских материалов максимальная обратимая деформация достигает лишь 0,2%, что ограничивает их использование только условиями статических нагрузок.

Разработанные конструкции, а также результаты их исследования ученые ТГУ представили на форуме промпартнеров PromSkills 2022, недавно прошедшем в университете.

На следующем этапе проекта ученые ТГУ будут исследовать биосовместимость имплантов на клеточных культурах и с участием лабораторных животных. Далее запланированы исследования на базе нескольких медицинских учреждений Томска.