«Интеллектуальный» материал для медицины синтезировали в Университете МИСИС

Сотрудники Университета МИСИС синтезировали уникальный термочувствительный материал, не имеющий аналогов в России. Его можно использовать при создании защитных биопокрытий для медицинского применения, например, элементов для ортодонтической стоматологии.

В других странах только появляются элайнеры из термопластичных полиуретанов. В перспективе отечественный материал сможет составить им конкуренцию, сообщает пресс-служба университета.

Термопластичные полиуретаны (ТПУ) — особые материалы, которые при изменении формы изделия запоминают свое исходное состояние и могут вернуться в него при изменении внешних условий (температура, влажность, свет). Полимерная цепь ТПУ состоит из несовместимых мягких и жестких блоков, после охлаждения до комнатной температуры они образуют сложную наноструктуру.

«„Интеллектуальные“ полиуретаны, свойства которых изменяются при воздействии внешних факторов, могут использоваться в создании покрытий для медицинских устройств и имплантатов для защиты от коррозии и повышения биосовместимости, а также адаптивных материалов для ортодонтических деталей», — рассказал руководитель исследования, заведующий лабораторией «Структурные и термические методы исследования материалов» НИТУ МИСИС Дмитрий Иванов.

«Важными преимуществами полиуретановых „интеллектуальных материалов“ в ортодонтической стоматологии перед аналогами являются повышенная механическая прочность, биосовместимость, высокая способность к восстановлению формы (более 90% от первоначальной формы), возможность контроля скорости восстановления формы и силы давления на зубы. Это снижает стоимость лечения, уменьшает время использования ортодонтических пластин и нитей, а также делает термочувствительные материалы более безопасными», —  объяснила старший научный сотрудник лаборатории «Структурные и термические методы исследования материалов» НИТУ МИСИС  Марина Горбунова.

Ученые определили, что изменить механические свойства ТПУ помогает модификация кристаллической структуры мягких блоков при нагревании. На результат влияют различные параметры, такие как условия кристаллизации, температура нагрева и химический состав. Исследование открывает новые возможности для контроля микроструктуры и характеристик «интеллектуальных» материалов, подчеркнули в университете.

«Полученные результаты имеют практическое значение при разработке инновационных материалов, поскольку термопластичные полиуретаны с температурой плавления, близкой к температуре человеческого тела, являются перспективными кандидатами для разработки инновационных медицинских материалов», — отметил лаборант-исследователь лаборатории «Структурные и термические методы исследования материалов» НИТУ МИСИС Айнур Абукаев.

Ученые планируют изготовить прототипы ортодонтических изделий на основе ТПУ и испытать их механическое поведение на стоматологических макетах. 

Работа проведена при поддержке гранта по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030». Подробнее результаты исследования описаны в научных журналах Crystals (Q2) и Materials (Q2).