CC BY
6
112
МАТЕРИАЛЫ V НАЦИОНАЛЬНОГО КОНГРЕССА ПО РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
многообещающим является комплексный подход, частично компенсирующий нарушения сердечных сокращений и замещающий функции пораженной электропроводящей системы сердца, что становится возможным благодаря использованию «умных» материалов, в частности диэлектрических эластомеров, способных обратимо деформироваться (растягиваться или сокращаться) в электрическом поле [2]. Перспективным полимером для создания таких материалов является полидиметил-силоксан (ПДМС). Одним из способов усиления отклика материалов на основе ПДМС на внешний электрический стимул является повышение диэлектрической проницаемости материала, что может быть достигнуто созданием полимер-полимерных или дисперсно-наполненных композитов на его основе.
В исследовании получены композиционные эла-стомерные материалы на основе ПДМС, наполненного частицами различной природы и формы (порошок железа, монтмориллонит и наноцеллюлоза) с концентрацией 5 масс.%. Морфологию частиц наполнителя изучали методами электронной микроскопии. По результатам механических испытаний на одноосное растяжение были определены значения модуля Юнга и коэффициенты для трехпараметрического упругого потенциала Йо в диапазоне деформаций до 800%. В широком диапазоне частот измерены зависимости электрофизических характеристик полученных эластомеров. Отклик материалов на внешнее электрическое поле исследовали с помощью реометра с параллельными плоскостями. Под действием электрического поля напряженностью 0,84 и 2,5 кВ/мм наблюдалось уменьшение нормальной силы за счет деформации композитных эластомеров под действием давления Максвелла [3]. В работе показана эффективность на-норазмерных наполнителей с высоким характеристическим отношением и поляризуемостью для получения материалов с увеличенным откликом на внешний стимул. Исследование выполнено при финансовой поддержке Госзадания НИЦ «Курчатовский институт».
Литература:
1. Roche E.T., Horvath M.A., Wamala I. et al. Sci. Transl. Med.
2017. V. 9. P. eaaf3925.
2. Perine R., Kornbluh R., Pei Q. et al. Science. 2000. V. 287. P.
836-839.
3. Anderson I.A., Gisby T.A., McKay T.G. et al. J. Appl. Phys. 2012.
V. 112. P. 041101.
ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ ГИБРИДНЫХ ЭЛЕКТРОСПИННИНГОВАННЫХ СКАФФОЛДОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЛАКТИДА, ФУНКЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВОССТАНОВЛЕННЫМ ОКСИДОМ ГРАФЕНА, ДЛЯ ТКАНЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ
П.А. Ковалева1, И.О. Парий2, Р.А. Сурменев2, Ф.С. Сенатов1
1 ФГБАОУ ВО НИТУ МИСИС, Москва, Россия
2 ФГБАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
e-mail: zhukova.pa@yandex.ru
Ключевые слова: полилактид, поликапролактон, восстановленный оксид графена, гибридные скаффолды, электроспиннинг, структура, эффект памяти формы, механические свойства, тканевая инженерия.
В настоящее время биополимеры широко используются в медицине. Значительное количество исследований сосредоточено как на создании полимерных композиционных материалов со специфическими свойствами, так и на изготовлении пористых конструкций для использования в реконструктивной хирургии [1].
Полилактид (PLA) и поликапролактон (PCL) — синтетические алифатические полимеры с различными свойствами [2], являются перспективными материалами благодаря своей биосовместимости и биодеградации [3]. PLA также признан полимером с эффектом памяти формы (ЭПФ) [4]. Это программируемый эффект, который заключается в том, что материалу можно придать временную форму, которую он будет сохранять до внешнего воздействия, возвращающего первоначальную форму [5]. Это актуально для создания различных медицинских устройств и, что более интересно, самоустанавливающихся имплантатов в фокусе реконструктивной медицины [5]. Использованные в данной работе частицы восстановленного оксида графена (rGO) обладают выдающейся электро- и теплопроводностью; включение таких частиц в полимерную матрицу может способствовать образованию тепловых центров и влиять на характеристики эффекта памяти формы. Кроме того, агенты в полимере влияют на морфологическую структуру и кристалличность полимерной матрицы, являясь дополнительным центром кристаллизации полимера.
В данном исследовании была проведена характериза-ция гибридных скаффолдов PLA-PCL, полученных методом электроспиннинга. Исследовано влияние небольшого количества (0,7, 1,0 и 1,5 мас. %) rGO на морфологию, структуру, тепловое поведение и характеристики памяти формы разработанных материалов. XRD и ДСК исследования выявили превращение полукристаллической орторомбической структуры PLA в квазиаморфную как для чистых скаффолдов PLA-PCL, так и для гибридных композитных скаффолдов PLA-PCL-rGO после нагревания и цикла ЭПФ. Добавление rGO способствовало изменению структуры полученных композитов, улучшению их механических характеристик и не оказывало существенного влияния на характеристики памяти формы. Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (№ 21-73-205).
Литература:
1. Amiryaghoubi N., Fathi M., Barar J. et al. Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2022. P. 103360.
2. Sarde B., Patil Y.D. Materials Today: Proceedings. 2019. V. 18. P. 3780-3790.
3. Leonés A., Soneca A., Lopez D. et al. European Polymer Journal. 2019. — V. 117. — P. 217-226.
4. Xie X., Chen Y., Wang X. et al. Journal of Materials Science & Technology. 2020. V. 59. P. 243-261.
5. Mareedu T., Poiba V.R., Vangalapati M. Materials Today: Proceedings. 2021. V. 42. P. 1498-1501.
Гены & Клетки XVII, №3, 2022
