Для артековцев НИЦ "Курчатовский институт" открыл тематическую программу "Живые системы": 45 школьников из профильных отрядов под руководством сотрудников Центра Виктории Сарухановой, Анастасии Медведевой, Анастасии Кашириной и Никиты Сердюка изучали полимерные материалы, их структурные характеристики, свойства и области применения.
"Например, полимерные губки могут использоваться в качестве матриксов, то есть основы, на которой будут жить и расти клетки. В этих клетках будут испытывать новые лекарственные препараты. Или это может быть искусственный орган, который выращен на основе стволовых клеток самого человека — и таким образом можно будет снизить потребность в донорских органах, с чем есть немало проблем", — рассказала сотрудник лаборатории полимерных материалов НИЦ "Курчатовский институт" Анастасия Медведева.
В "Орленке" 33 школьника погрузились в химию аромата и поиск идеального парфюма: в лабораторных условиях они создавали уникальные парфюмерно-косметические композиции, используя ароматы растений, и изучали влияние эфирных масел на организм человека. По итогам работы каждая команда орлят представила свою линейку косметики: мужские и женские духи, бальзам для губ, шампунь, крем и гель для бритья.
По словам участников, такой способ изучения химии очень увлекателен. "Подобные выездные лаборатории развивают кругозор и важны для тех ребят, кто видит свое будущее в науке. Это бесценный опыт, так как в итоге у себя можно обнаружить новые таланты", — поделился Артем Герасимов, школьник из Пскова.
До конца года в "Артеке" состоится еще одна "курчатовская" смена: она стартует в конце ноября, тема — "В мире медицинских полимеров".
Всего в 2022 году в "курчатовских" сменах "Артека" и "Орленка" примет участие более 150 ребят.
В лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий синтезировали смолы для 3D-печати биомедицинских изделий. Это позволит в будущем создавать имплантаты персонализированно, для конкретного пациента. Результаты исследования опубликованы в журнале Macromolecular Symposia.
В Курчатовском институте уже несколько лет занимаются созданием биоразлагаемых полимеров и исследованием их свойств. Эти материалы обладают необходимыми свойствами для изготовления изделий биомедицинского назначения. Они прочные и эластичные, из них можно создать системы для контролируемой доставки лекарственных препаратов к органу-мишени, шовные хирургические материалы, различные костные фиксаторы (винты, штифты, стержни), а также нетканые материалы и матриксы для тканевой инженерии. После выполнения своей функции, например сращивания костной ткани, биоразлагаемый имплантат распадается в теле человека до нетоксичных соединений — углекислого газа и воды — и бесследно выводится из организма.
Однако, чтобы создать не просто биоразлагаемую капсулу для доставки лекарства или хирургические нити, а, например, имплантаты сложной формы, в том числе персонализированные под конкретного пациента, необходимы технологии 3D-печати. А для этого понадобятся особые полимерные смолы. "Их состав определяет возможность регулирования свойств медицинских изделий — механических характеристик и скорости деградации в теле человека, — рассказал младший научный сотрудник лаборатории полимерных материалов Кирилл Калинин. — Синтез и исследование свойств биосовместимых биоразлагаемых смол — одна из актуальных задач современной биохимии".
В лаборатории полимерных материалов Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий синтезировали смолы для 3D-печати медицинских изделий на основе биосовместимых биоразлагаемых полиэфиров — лактида и капролактона. Затем смолами разного состава в биопринтере напечатали стандартные образцы для испытаний.
"Результаты испытаний показали, что олигомеры обладают более низкой вязкостью, в отличие от высокомолекулярных аналогов. Это позволяет использовать при печати более узкие сопла 3D-принтера, что значительно увеличивает точность при создании имплантатов, — сообщил Кирилл Калинин. — Также мы выявили более высокие показатели сцепления между слоями, что напрямую влияет на механические характеристики. Печатать имплантаты такими низковязкими смолами можно при существенно более низких температурах, поэтому в них можно добавлять лекарственные препараты, не опасаясь потери лечебных свойств. В итоге получится имплантат, наполненный препаратами, ускоряющими заживление, или антибиотиками, предотвращающими размножение бактерий".
По словам сотрудников лаборатории, в идеале в травматологическом отделении больницы должен функционировать инженерный отдел с 3D-принтерами. "При поступлении больного со сложным переломом снимают компьютерную томографию, на основе которой создается 3D-модель будущего имплантата, и затем он печатается всего за несколько часов", — отметил Кирилл Калинин.
