Разработаны гибкие микророботы для сращивания поврежденных костей — они затвердевают, приобретая нужную форму

Сложные переломы костей трудно поддаются лечению. Иногда требуется удаление поврежденного участка и его замена тканью, взятой из другой части тела пациента. Новый экспериментальный материал смог бы упростить и ускорить процесс восстановления. Ученые из шведского университета Линчепинг и японского университета Окаяма разработали микроскопических роботов, на создание которых их натолкнула ткань родничков младенцев. При рождении череп ребенка мягкий и гибкий, что позволяет облегчить прохождение родовых путей. Роднички представляют собой остатки перепончатого скелета и полностью закрываются к 12-24 месяцам, становясь твердыми костями.

Материал ученых представляет собой тонкую полоску альгинатного (полученного из водорослей) гидрогеля. Одна ее сторона покрыта электроактивным органическим полимером — полипирролом (PPy), а другая содержит биомолекулы — нанофрагменты клеточной плазматической мембраны (PMNF), эластической молекулярной структуры, состоящей из белков и липидов.

Если приложить к материалу электрический ток низкого напряжения, PPy реагирует увеличением объема. Это заставляет полосу изгибаться в одну сторону. Путем создания на материале определенных узоров, можно заставить полоску принимать разные формы, например, полукруга или штопора. PMNF же происходят из клеток, участвующих в процессе развития костей, и естественным путем минерализуются и затвердевают, попадая внутрь человеческого тела.

Материал представляет собой электроактивный полимер, объем которого меняется, когда к нему применяют низкое напряжение, из-за чего этот простой «микроробот» изгибается. Фото: Olov Planthaber

В лабораторных экспериментах ученые заставили полоски материала обернуться вокруг куриных костей в среде для культивирования клеток, химически схожей с человеческим телом. Эти полоски затем затвердели и превратились в искусственную кость.

В 2019 году американские ученые создали миниатюрных роботов, которые эффективно удаляют зубной налет. Микроботы счищают бактериальные биопленки — скопления бактерий, которые селятся в ротовой полости, вызывая различные заболевания.

Источник: itc.ua

Новости портала «Весь Харьков»