Сибирские ученые создали костные имплантаты из отходов

Специалисты СФУ научились создавать отечественные каркасы для восстановления костей из отходов пищевого производства, таких как рыбопереработка.

Это позволило снизить зависимость от импорта сырья и достичь более низкой себестоимости по сравнению с зарубежными аналогами. Об этом сообщила пресс-служба университета.

В современной медицине при тяжелых переломах, когда требуется восстановление раздробленных участков кости, широко используются биосовместимые каркасы, которые помогают восстановить поврежденную ткань. Исследователи СФУ отметили, что многие разработки в этой области в России используют зарубежные материалы высокой стоимости.

Новый подход, разработанный специалистами СФУ, не только позволяет снизить затраты на материалы, но и способствует развитию отечественной медицинской промышленности. Это важный шаг к уменьшению зависимости от импорта и повышению самообеспеченности страны в производстве медицинских материалов.

Для решения этой проблемы ученые вуза разработали инновационный цикл производства биополимера, который позволяет создавать медицинские имплантаты из местного сырья. Этот подход открывает новые перспективы в области медицинской биотехнологии и устойчивого производства.

В основе каждого имплантата лежат полигидроксиалканоаты (ПГА) - биополимеры, производимые специальными бактериями. Уникальность технологии, разработанной на СФУ, заключается в возможности использования в качестве питательной среды для бактерий различных органических отходов, содержащих углерод. Например, отработанный фритюрный жир и отходы рыбопереработки могут стать ценным ресурсом для производства биополимеров, что снижает затраты на утилизацию и способствует экологической устойчивости производства.

Этот инновационный подход не только способствует развитию медицинской промышленности, но и открывает новые возможности для утилизации органических отходов, что важно для сохранения окружающей среды. Создание медицинских имплантатов из биополимеров, полученных из переработанных отходов, является важным шагом в направлении устойчивого развития и заботы о окружающей среде.

Биоинженерия - это сфера, где исследователи успешно интегрируют свои разработки. Они начинают с создания компьютерной модели пострадавшего органа, полученной из снимков компьютерной томографии. Затем специалисты создают индивидуальный каркас, который идеально подходит для конкретной ситуации. После этого на 3D-принтере изготавливается деталь из биополимерной нити, которая затем устанавливается на место перелома.

Уникальность подхода этих исследователей заключается в том, что они не покупают готовые филаменты за рубежом, а самостоятельно производят экструзионную нить. Это позволяет им изменять свойства материала в соответствии с требованиями различных клинических случаев. В результате, каждая созданная деталь становится индивидуально адаптированной к потребностям пациента.

Такой подход к производству биополимерных деталей открывает новые перспективы для медицинской индустрии и дает возможность создавать более эффективные и персонализированные решения для лечения различных заболеваний и травм.

В сфере биотехнологии и медицинской биологии СФУ активно используются компоненты отечественного производства, включая бактериальные штаммы и оборудование, как подчеркнул Алексей Дудаев, ассистент базовой кафедры. Эти компоненты находят применение в различных областях, начиная от создания заживляющих раны пленок и шовных нитей, и заканчивая системами адресной доставки лекарств. Однако, последний научный прорыв, достигнутый учеными университета, заключается в разработке биополимерных каркасов с контролируемой микроархитектурой для восстановления костных дефектов. По мнению специалистов, внедрение данной технологии в медицинскую практику может значительно уменьшить необходимость повторных операций у пациентов с переломами.

В мире биомедицины появилась уникальная возможность восстановления костей благодаря специальным каркасам, которые способны буквально "вырастить" утраченные фрагменты кости. Недавний эксперимент, проведенный младшим научным сотрудником лаборатории биотехнологии новых биоматериалов СФУ Галиной Рыльцевой, выявил, что треугольные, квадратные и шестиугольные поры одинаково эффективны для стимуляции роста "костеобразующих" клеток остеобластов.

Одним из ключевых преимуществ технологии производства полигликоловой кислоты (ПГА), разработанной учеными СФУ, является возможность снижения затрат на производство на 50 процентов. Это достигается за счет использования бесплатных отходов вместо дорогостоящих субстратов. При этом качество получаемого полимера, по утверждению исследователей, не уступает зарубежным аналогам.

Исследования в области биомедицины и биотехнологии продолжают открывать новые перспективы для решения проблем восстановления тканей и органов человека. Результаты последних исследований подтверждают, что инновационные методы и материалы, разработанные учеными, могут значительно улучшить процессы регенерации костной ткани и сделать их более доступными для широкого круга пациентов.

В сфере разработки биополимеров наблюдается тенденция к расширению их применения, включая производство разлагаемой упаковки и других экологических изделий, помимо медицинских имплантатов. Ученые стремятся создать доступную альтернативу традиционным полимерам, которая поможет не только решить медицинские задачи, но и снизить нагрузку на окружающую среду. Алексей Дудаев отметил, что это ключевая цель их исследований.

Интерес к биополимерам в научном сообществе растет, исследование в этой области поддержано несколькими фондами, включая Российский научный фонд и Красноярский краевой фонд науки. Это позволяет ученым глубже погружаться в изучение свойств и возможностей биополимеров для различных областей применения.

Проект по разработке биополимеров, финансируемый министерством науки и высшего образования Российской Федерации, представляет собой важный шаг в направлении создания устойчивых и экологически безопасных материалов. Это открывает новые перспективы для инновационных технологий и устойчивого развития в различных отраслях промышленности.

В современном мире инженерные науки играют ключевую роль в развитии технологий и инноваций. Проект СФУ "Инженеры нашего времени" посвящен именно этой области знаний и направлен на привлечение внимания к инженерным специальностям. Он получил поддержку гранта министерства науки и высшего образования России #№ 075-15-2025-499 в рамках Десятилетия науки и технологии.

В рамках проекта проводятся мероприятия, направленные на популяризацию инженерии среди студентов, школьников и широкой общественности. Это позволяет привлечь внимание к важности инженерных специальностей и показать перспективы развития в этой области.

Инженеры являются двигателями прогресса и инноваций, их работа неоценима для развития современного общества. Проект "Инженеры нашего времени" призван подчеркнуть важность инженерных наук и вдохновить молодое поколение на выбор этого увлекательного и перспективного направления обучения.

Источник и фото - ria.ru