В лаборатории межвузовского студенческого кампуса разрабатывают материалы биомедицинского назначения

В числе других в межвузовском кампусе будет размещена лаборатория полимерных композиционных материалов Уфимского университета науки и технологий. В настоящее время ученые самого крупного вуза республики продолжают свои исследования. 

Основное внимание сотрудников  сосредоточено на создании подходов к управлению комплексом свойств, получаемых из полимеров материалов. Так, сложную задачу представляет собой разработка новых материалов медицинского назначения, которые в процессе применения контактируют со средой живого организма и не вызывают побочных эффектов. В практике лечения ряда системных, острых и хронических заболеваний наиболее перспективным и эффективным способом применения медикаментов признаны полимерные лекарственные формы долговременного действия с контролируемым выходом препаратов и управляемой скоростью биорезорбции. Чрезвычайно востребованы специализированные биосовместимые полимерные материалы для адресной доставки лекарственных субстанций в органы-мишени, создания заменителей кожных покровов, заполнения постоперационных полостей, а также для сформировавшегося в последние годы нового направления медицинского материаловедения, связанного с реконструктивной хирургией – клеточной и тканевой инженерии.

Успех конструирования полимерных лекарственных систем и материалов медицинского назначения невозможен без наличия адекватного материала, используемого в качестве матрикса.  

– В нашей работе планируется использование как полимеров природного, так и синтетического происхождения, – комментирует заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений и общей химической технологии химического факультета УУНиТ, доктор химических наук Елена Кулиш. – Всех их объединяет два качества: это биосовместимость с  тканями организма и способность к биодеструкции. Разработка таких материалов включает в себя комплекс взаимосвязанных фундаментальных задач: создание лекарственных полимерных форм, оценку физико-химических свойств биоматериалов, разработку методов модификации полисахаридной матрицы, изучение механизмов ее взаимодействия с тканями организма.  Среди наиболее значимых – реологические свойства формируемых материалов. Например, свойства материалов биомедицинского назначения, таких как защитные раневые покрытия, мягкие лекарственные формы в виде гелей, мазей и т.п., получаемые на основе полимеров, имеют ряд структурны-реологических особенностей.

Условия создания и эксплуатации их должны быть таковы, чтобы обеспечить проявление ими как минимум трех необходимых свойств. Во-первых, для легкости нанесения на раневую поверхность и его равномерного распределения, материал должен обладать псевдопластичными свойствами. Т.е. уменьшать свою вязкость при увеличении скорости сдвига. Во-вторых, для обеспечения физической возможности локализации мягкой лекарственной формы в очаге воспаления, до определенного предела он должен вести себя как упругое тело, испытывающее под влиянием деформирующих сил только обратимые деформации. При этом он не должен растекаться под действием собственного веса. Кроме того, при приложении силы большей, чем некоторая предельная (предел текучести), материал должен приобретать способность непрерывно и необратимо деформироваться (течь).

Еще одним необходимым свойством является наличие тиксотропии, вследствие которой материал уменьшает свою вязкость во времени под действием постоянно действующей скорости сдвига или напряжения. А потом, после прекращения воздействия – восстанавливает исходную вязкость. Определенная трудность заключается в том, что в зависимости от природы полимера, взятого в качестве основы, его концентрации, типа используемого растворителя, температуры и т.д., материал может соответствовать и не соответствовать перечисленным выше требованиям. Таким образом, появляется необходимость тщательного анализа условий получения продукта с необходимыми структурно-реологическими характеристиками, обеспечивающими возможность его использования в качестве материалов биомедицинского назначения в виде гелей и иных мягких лекарственных форм. Это и стало целью работы ученых Уфимского университета на данном этапе. Сотрудники лаборатории не сомневаются, что их усилия приведут к созданию материалов с необходимыми и регулируемыми в процессе получения свойствами.

Справочно:

Строительство межвузовского студенческого кампуса Евразийского научно-образовательного центра (НОЦ) осуществляется в рамках федеральной программы по созданию инновационной образовательной среды с применением механизмов государственно-частного партнерства и концессионных соглашений в рамках нацпроекта «Наука и университеты».