Исследователи Университета МИСИС создали новый магниточувствительный
полимерный композиционный материал, перспективный для 4D-печати — технологии, в
которой используются материалы, способные со временем изменять свою форму.
полимерный композиционный материал, перспективный для 4D-печати — технологии, в
которой используются материалы, способные со временем изменять свою форму.
Также материал подойдет для создания адаптивных медицинских устройств, таких как
фиксаторы мягких тканей и «самоустанавливающиеся» костные имплантаты. Композит,
состоящий из полилактида и феррита кобальта, обладает способностью быстро
нагреваться под действием высокочастотного переменного магнитного поля и хорошо
восстанавливать форму после деформации, при этом не оказывая вредного воздействия на
организм.
Полимеры с эффектом памяти формы — это «умные» материалы, которые могут
восстанавливать свою первоначальную форму после деформации под действием внешних
стимулов. Благодаря их низкой стоимости, высоким значениям восстанавливаемых
деформаций и возможности регулирования модуля упругости в широком диапазоне под
конкретную задачу, такие материалы используются в медицине и высокотехнологичных
отраслях промышленности. Физические свойства, определяющие эффект памяти формы в
полимере, можно контролировать, включая различные наполнители. Добавление
наночастиц феррита кобальта позволяет материалу нагреваться под действием магнитного
поля и лучше восстанавливать форму.
«Полимеры с эффектом памяти формы набирают популярность в разработке
медицинских изделий для малоинвазивных хирургических процедур. Например, через
небольшой разрез в живую систему можно ввести сжатое медицинское изделие,
которое в дальнейшем трансформируется в заданную форму под воздействием
триггера, например, температуры», — отметил Федор Сенатов, кандидат физико-математических наук, директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.
По технологии 4D, так же как и 3D, материал печатается послойно. Но отличие в
том, что готовый объект со временем начинает меняться под воздействием тепла или
света, или может быть заранее «запрограммирован» на определенную форму. Ученые
НИТУ МИСИС изучили возможность применения магниточувствительных полимеров с
памятью формы для 4D-печати и создания адаптивных медицинских изделий и выяснили,
что композиты на основе полилактида и наночастиц феррита кобальта имеют
коэффициент восстановления формы >84%. Подробности исследования описаны в
научном журнале Journal of Composites Science (Q2).
«Композиционный материал на основе полилактида и наночастиц феррита
кобальта совместим с живыми клетками и не оказывает на них негативного
воздействия, а также обладает достаточными механическими характеристиками для
сжатия мягких тканей. Нашей целью было разработать биосовместимый материал с
возможностью бесконтактной активации эффекта памяти формы. Наш материал
фиксаторы мягких тканей и «самоустанавливающиеся» костные имплантаты. Композит,
состоящий из полилактида и феррита кобальта, обладает способностью быстро
нагреваться под действием высокочастотного переменного магнитного поля и хорошо
восстанавливать форму после деформации, при этом не оказывая вредного воздействия на
организм.
Полимеры с эффектом памяти формы — это «умные» материалы, которые могут
восстанавливать свою первоначальную форму после деформации под действием внешних
стимулов. Благодаря их низкой стоимости, высоким значениям восстанавливаемых
деформаций и возможности регулирования модуля упругости в широком диапазоне под
конкретную задачу, такие материалы используются в медицине и высокотехнологичных
отраслях промышленности. Физические свойства, определяющие эффект памяти формы в
полимере, можно контролировать, включая различные наполнители. Добавление
наночастиц феррита кобальта позволяет материалу нагреваться под действием магнитного
поля и лучше восстанавливать форму.
«Полимеры с эффектом памяти формы набирают популярность в разработке
медицинских изделий для малоинвазивных хирургических процедур. Например, через
небольшой разрез в живую систему можно ввести сжатое медицинское изделие,
которое в дальнейшем трансформируется в заданную форму под воздействием
триггера, например, температуры», — отметил Федор Сенатов, кандидат физико-математических наук, директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.
По технологии 4D, так же как и 3D, материал печатается послойно. Но отличие в
том, что готовый объект со временем начинает меняться под воздействием тепла или
света, или может быть заранее «запрограммирован» на определенную форму. Ученые
НИТУ МИСИС изучили возможность применения магниточувствительных полимеров с
памятью формы для 4D-печати и создания адаптивных медицинских изделий и выяснили,
что композиты на основе полилактида и наночастиц феррита кобальта имеют
коэффициент восстановления формы >84%. Подробности исследования описаны в
научном журнале Journal of Composites Science (Q2).
«Композиционный материал на основе полилактида и наночастиц феррита
кобальта совместим с живыми клетками и не оказывает на них негативного
воздействия, а также обладает достаточными механическими характеристиками для
сжатия мягких тканей. Нашей целью было разработать биосовместимый материал с
возможностью бесконтактной активации эффекта памяти формы. Наш материал
имеет высокие значения скорости нагрева и восстановления. Кроме того, этот
материал отлично подходит для изготовления изделий методом 3D-печати», — считает
Анна Зимина, инженер лаборатории тканевой инженерии и регенеративной
медицины НИТУ МИСИС.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда
(проект No 21-73-20205). В дальнейшем ученые планируют модифицировать состав
композиционного материала и снизить температуру активации эффекта памяти формы для
безопасного использования в организме пациента.возможностью бесконтактной активации эффекта памяти формы. Наш материал
имеет высокие значения скорости нагрева и восстановления. Кроме того, этот
материал отлично подходит для изготовления изделий методом 3D-печати», — отметила
Анна Зимина, инженер лаборатории тканевой инженерии и регенеративной
медицины НИТУ МИСИС.
материал отлично подходит для изготовления изделий методом 3D-печати», — считает
Анна Зимина, инженер лаборатории тканевой инженерии и регенеративной
медицины НИТУ МИСИС.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда
(проект No 21-73-20205). В дальнейшем ученые планируют модифицировать состав
композиционного материала и снизить температуру активации эффекта памяти формы для
безопасного использования в организме пациента.возможностью бесконтактной активации эффекта памяти формы. Наш материал
имеет высокие значения скорости нагрева и восстановления. Кроме того, этот
материал отлично подходит для изготовления изделий методом 3D-печати», — отметила
Анна Зимина, инженер лаборатории тканевой инженерии и регенеративной
медицины НИТУ МИСИС.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда
(проект No 21-73-20205). В дальнейшем ученые планируют модифицировать состав
композиционного материала и снизить температуру активации эффекта памяти формы для
безопасного использования в организме пациента.
Нет комментариев