Исследователи из России создали прочный гидрогель на базе агара, сахаристого полимерного материала из биомассы красных водорослей, который можно применять в качестве «чернил» для систем трехмерной печати и изготовления биосовместимых каркасов для различных имплантов и аналогов хрящей.
Сергей Жирнов, научный сотрудник НИТУ МИСИС, пояснил:
«Развитие аддитивных технологий открыло возможность использовать в качестве „чернил“ для 3D-принтеров концентрированные растворы полимеров или гидрогели, способные формировать прочные соединения. Однако при изготовлении биополимерных гидрогелевых каркасов возникают определенные сложности, связанные с сохранением формы и размера»
Исследователи выяснили, что эту проблему можно решить, если модифицировать агар, природный сахаристый биополимер, при помощи молекул феруловой кислоты. Она представляет собой еще одно природное соединение, которое присутствует в больших количествах в биомассе высших растений и используется ими при синтезе лигнина, самого прочного и трудноразлагаемого компонента древесины и прочей растительной биомассы.
Ученые обратили внимание на то, что молекулы феруловой кислоты способны активно образовать водородные связи с различными полисахаридами. Это натолкнуло их на мысль, что ее можно использовать для укрепления структуры агара и его превращения в прочный гидрогель, формой и механическими свойствами которого можно гибко управлять, варьируя температуру и другие параметры среды в процессе печати конструкций из этого органического полимера.
Проведенные учеными эксперименты показали, что материал можно использовать для печати сложно устроенных трехмерных конструкций из гидрогеля, сохраняющих стабильность в широком диапазоне температур и условий. Как надеются исследователи, это позволит использовать их материал для производства биосовместимых полимерных каркасов для имплантатов, а также матриц для пищевой промышленности, косметологии и медицины.
