Для медицины создают новый гидрогель

Синтетические гидрогели имеют большие перспективы в восстановлении тканей, доставке лекарств, медицинских имплантатах и во многих других областях. Гидрогели, функционализированные электропроводящими компонентами, могут использоваться в биоэлектронных устройствах для сердечных или нейронных интерфейсов, для таких приложений, как нейронные протезы, сердечные пластыри и электронная кожа.

Исследовательская группа под руководством доктора Лижи Сюя из отдела машиностроения инженерного факультета Университета Гонконга (HKU) недавно разработала новый тип электропроводящего гидрогеля с выдающейся механической прочностью и технологичностью, открывая возможности для  различных биоэлектронных устройств.

Синтетические гидрогели представляют собой богатые водой полимерные материалы, напоминающие биологические мягкие ткани. Они мягкие, пористые и биосовместимые, что обеспечивает физический интерфейс между естественными биологическими тканями и передовыми биомедицинскими инструментами. В частности, широкое внимание исследователей привлекли электропроводящие гидрогели, поскольку их можно использовать в биоэлектронных устройствах для сердечных или нейронных интерфейсов.

Существующие гидрогели механически непрочны и сложны в изготовлении, что ограничивает их практическое применение. Мы использовали уникальный микромасштабный каркас для синтеза проводящих гидрогелей. Архитектура композитов обеспечивает сочетание свойств, недоступных другим гидрогелям, что имеет решающее значение для реалистичных приложений в биоэлектронных устройствах,

сказал доктор Сюй.

Для новых гидрогелей, разработанных командой доктора Сюй, трехмерная сеть нановолокон использовалась в качестве шаблона для управления сборкой проводящих полимеров (таких как полипиррол). Высокая связность нановолокон обеспечивает как структурную надежность, так и эффективный путь для электронной проводимости.

Для потенциального биомедицинского применения устройство должно выдерживать повторяющиеся механические нагрузки, связанные с движением тела. В этом отношении очень важна механическая прочность материалов,

пояснил доктор Сюй.

Полученный материал, разработанный командой, содержит 80% воды по весу, в то же время демонстрируя высокую электропроводность - примерно 80 См/см и механическую прочность примерно 9,4 МПа.

Эти проводящие гидрогели легко изготавливать. Из них можно формировать массивы электродов, межсоединений и биосенсоров, создавая функциональные системы, такие как носимые мониторы здоровья или платформы для инженерии тканей сердца. Это открывает возможности для многих передовых медицинских инструментов в будущем, таких как нейронные протезы, сердечные пластыри, электронная кожа и так далее,

сказал доктор Сюй.

Доктор Сюй и его исследовательская группа ранее создали еще один новый тип гидрогеля, который имитирует сухожилия, демонстрируя замечательные механические свойства, очень похожие на свойства естественных сухожилий, а также множество функций, которые хорошо подходят для биомедицинских приложений.