После нескольких лет работы в Свободном университете Брюсселя и Институте материаловедения во Франции Дмитрий Иванов возглавил научную лабораторию на факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ. Здесь международная команда молодых ученых и специалистов работает с биомиметическими «умными» материалами на основе щеточных сополимеров. Целью проекта стало создание медицинских биоимплантов, которые соответствовали бы свойствам органов и тканей человека и применялись бы в операциях по замене кожи, сосудов, менисков и межпозвоночных дисков.
Еще в 2018 году Дмитрий Иванов с коллегами создали искусственный аналог кожи хамелеона, что позволило разрабатывать полимеры, соответствующие механическим свойствам заданных живых тканей. Также на основе микромолекулы, открытой несколько лет назад в США и имеющей множество молекулярных ворсинок, специалисты создали трехмерную сетку, структура которой напоминает паутину из наночастиц и обладает свойствами натуральной кожи: мягкостью в спокойном состоянии и прочностью при растяжении. Изменяя длину ворсинок, расстояние между ними и «пришивая» к ним разные полимеры, можно получить молекулу такого же строения, что и живая ткань, а значит, — имплантат для любых видов ткани.
Сегодня исследования продолжаются, и «умные» полимеры учатся реагировать на внешние воздействия: температуру, кислотность среды, освещенность. Создание полимеров, максимально приближенных по свойствам к тканям человеческого организма, дают широкие возможности применения в медицине. Например, при комнатной температуре щеточки твердые, а при контакте с живым телом они расплавляются и превращаются в жидкость. Такой материал может быть сформирован в виде иглы, которая после введения в тело растекается, заполняя полости в организме и создавая имплантат идеальной формы. Кроме того, в твердую кристаллизованную иглу из щеточного полимера можно поместить лекарство, которое будет выделяться по мере растворения иглы в теле.
«Наши материалы достаточно многогранны. Мы можем из этих щеток создавать полимерные сетки. И в зависимости от густоты щеток мы можем менять такие параметры, как скорость высвобождения веществ, внедренных в структуру нашего полимерного кристалла» — говорит профессор. Открытие ученых междисциплинарно и значимо не только для трансплантологии, но и таких областей науки, как химия, биология и медицина. Исследователи планируют продолжить работу совместно с новой лабораторией химического факультета Московского университета.
Анна Тишина
