Фронтиры науки — тематики научных исследований, относящиеся к первому децилю (первым 10% в ранжированном ряду распределения) по уровню значимости за предшествующий год и характеризующиеся значением индекса значимости за этот год, превышающим среднее его значение за последние пять лет.

Клеточные технологии, разработка матриц на основе биосовместимых материалов, биокомпозиты, создание «умных» имплантатов, 3D-печать органов. Еще недавно все выше перечисленное казалось научной фантастикой. В наши дни научные направления в области биомедицины, тканевой инженерии являются фронтирными и имеющими непосредственное отношение к улучшению качества жизни человека.

В ТПУ

Коллектив Лаборатории плазменных гибридных систем Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга успешно развивает такие биомедицинские направления, как формирование кальций-фосфатных и композитных покрытий на имплантатах, создание «умных» имплантатов для персонализированной медицины, разработка биоактивных композиционных материалов для 3D-печати; формование биодеградируемых скаффолдов с прогнозируемыми физико-химическими и иммуномодулирующими свойствами для тканеинженерных конструкций.

Проекты «Медицинские изделия с биоактивными покрытиями и антибактериальными свойствами» и «Полимерные имплантаты, изготовленные с помощью 3D-печати, и материалы для их изготовления» представлены на Форуме «Армия-2022» доцентом Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Сергеем Твердохлебовым.

Топ свежих публикации Сергея Твердохлебова в области биомедицинской инженерии:

Sun, Z., Khlusov, I.A., Evdokimov, K.E., Konishchev, M.E., Kuzmin, O.S., Khaziakhmatova, O.G., Malashchenko, V.V., Litvinova, L.S., Rutkowski, S., Frueh, J., Kozelskaya, A.I., Tverdokhlebov, S.I. Nitrogen-doped titanium dioxide films fabricated via magnetron sputtering for vascular stent biocompatibility improvement (2022) Journal of Colloid and Interface Science, 626, pp. 101-112.

Maryin, P.V., Fedotkin, A.Y., Bolbasov, E.N., Kozelskaya, A.I., Buldakov, M.A., Evtina, A.A., Cherdyntseva, N.V., Rutkowski, S., Tverdokhlebov, S.I. Surface modification of PLLA scaffolds via reactive magnetron sputtering in mixtures of nitrogen with noble gases for higher cell adhesion and proliferation (2022) Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 649, статья № 129464.

Früh, A., Rutkowski, S., Akimchenko, I.O., Tverdokhlebov, S.I., Frueh, J. Orientation analysis of polymer thin films on metal surfaces via IR absorbance of the relative transition dipole moments (2022) Applied Surface Science, 594, статья № 153476.

Wang, L., Rutkowski, S., Si, T., Hashem, T., Guo, B., Xu, J., Kozelskaya, A.I., Tverdokhlebov, S.I., Frueh, J. Shape stabilization and laser triggered shape transformation of magnetic particle functionalized liquid metal motors (2022) Colloids and Interface Science Communications, 47, статья № 100600.

Volokhova, A.A., Fedorishin, D.A., Khvastunova, A.O., Spiridonova, T.I., Kozelskaya, A.I., Kzhyshkowska, J., Tverdokhlebov, S.I., Kurzina, I. Reactive Magnetron Plasma Modification of Electrospun PLLA Scaffolds with Incorporated Chloramphenicol for Controlled Drug Release (2022) Polymers, 14 (3), статья № 373.

В мире

Технология 4D-печати в медицинской инженерии

Sahafnejad-Mohammadi, I., Karamimoghadam, M., Zolfagharian, A., Akrami, M. and Bodaghi, M., 2022. 4D printing technology in medical engineering: a narrative review. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 44(6), pp.1-26.

В статье рассматриваются перспективы применения 4D-печати и «умных» материалов в медицинской инженерии. Описываются технологии тканевой инженерии и биопечати, «умные» медицинские имплантаты. Особое внимание уделяется созданию с помощью методов 3D-печати чувствительных к раздражителям материалов, активирующихся и реагирующих с течением времени на физические, химические и биологические раздражители для изготовления «умных» 4D печатных компонентов таких как тканеинженерные скаффолды, ортопедические имплантаты и системы адресной доставки лекарств. Объясняются основные проблемы, связанные с этой технологией, а также некоторые предложения для будущих работ по их устранению.

«Умные» имплантируемые устройства для спинальных имплантатов: систематический обзор текущих и будущих тенденций.

Kim SJ, Wang T, Pelletier MH, Walsh WR. 'SMART' implantable devices for spinal implants: a systematic review on current and future trends. Journal of Spine Surgery. 2022 Mar;8(1):117-131.

В обзоре приведена систематическая оценка доступной литературы, посвященной разработке «умных» спинальных имплантатов и представлению полученных выводов в клинически значимой форме.

Обзор методов нанесения биоактивных покрытий на имплантаты на металлической основе для достижения контролируемого высвобождения активных компонентов.

Kravanja, K.A. and Finšgar, M., 2022. A review of techniques for the application of bioactive coatings on metal-based implants to achieve controlled release of active ingredients. Materials and Design, p.110653.

В обзоре описаны последние разработки в области нанесения биоактивных покрытий на материалы металлических имплантатов, такие как 3D-печать, электроспиннинг, электрофоретическое осаждение, метод погружения, золь-гель осаждение, биомиметическое осаждение, плазменное напыление и др. Рассматриваются перспективные способы включения активных ингредиентов в покрытия с помощью различных методов захвата нано- и микрокапсулирования для достижения желаемого контролируемого высвобождения.

Больше актуальных публикаций по тканевой инженерии Вы найдете в ресурсах НТБ!