Polymerforschung

Neues Material vielversprechend für biologisch abbaubare Implantate

Forscher der Polytechnischen Universität Tomsk (TPU) und der Universität Aveiro haben ein polymeres, biologisch abbaubares Material entwickelt, das zwei Eigenschaften kombiniert, die für Implantate wichtig sind.

Das Material besitzt piezoelektrische Eigenschaften. Gerät es unter Druck, erzeugt es elektrische Ladung, die die Gewebe-Regeneration beschleunigt. Eine Rolle spielen dabei winzige Flocken aus reduziertem Graphenoxid (rGO), das "echtem" Graphen sehr ähnlich, aber einfacher herzustellen ist. Die Forscher veröffentlichten ihre Arbeit im Fachjournal Nano Energy.

Schematische Darstellung der Wirkungsweise von reduziertem Graphenoxid (rGO)
Schematische Darstellung der Wirkungsweise von reduziertem Graphenoxid (rGO)

Grafik: Polytechnische Universität Tomsk

"Materialien mit piezoelektrischen Eigenschaften sind für die regenerative Medizin wichtig, da sie elektrische Ladung ohne externe elektrische Energiequelle erzeugt", sagt Roman Chernozem vom Internationalen Forschungszentrum für Piezo- und Magnetoelektrische Materialien der TPU. Elektrische Impulse tragen zur Stimulation der Regeneration von lebenden Geweben wie Knochen- oder Nervengewebe nach Verletzungen bei. Die Natur hat es so eingerichtet, dass auch Knochen piezoelektrische Eigenschaften haben.

Das Material ist vielversprechend für Implantate im Knochengewebe-Engineering, die Regeneration von Nervengewebe und einigen anderen lebenswichtigen Gewebearten

Andrey Kholkin

Anders als bisher eingesetzte Polymere mit piezoelektrischen Eigenschaften ist die russisch-portugiesische Gemeinschaftsproduktion biologisch abbaubar. Das ist eine wichtige Eigenschaft, weil es nach der Heilung zerfällt und nicht durch einen chirurgischen Eingriff entfernt werden muss. Das Vormaterial, ein Monomer, das durch Vernetzung zum Polymer wird, haben die Entwickler mit rGO-Nanoflocken angereichert. Das verbesserte die piezoelektrischen Eigenschaften. Die elektrische Ladung, die durch Druck erzeugt wird, erhöhte sich auf nahezu das Zehnfache. Damit übertrifft das Material menschliche Knochen.

Jetzt wollen die Forscher untersuchen, wie das neue Material mit lebenden Zellen und Gewebe interagiert, um sicherzustellen, dass es keine negativen Folgen hat, wenn es in Form von Implantaten an Menschen eingesetzt wird. Andrey Kholkin, einer der Direktoren des Forschungszentrums in Tomsk, ist optimistisch: "Das Material ist vielversprechend für Implantate im Knochengewebe-Engineering, die Regeneration von Nervengewebe und einigen anderen lebenswichtigen Gewebearten."


Quelle: Polytechnische Universität Tomsk/pressetext

30.09.2021

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