43,23
Рейтинг
НИТУ «МИСиС»
Номер один в России по материаловедению

Кости из рисовой шелухи?

Блог компании НИТУ «МИСиС»БиотехнологииФизикаХимияЭкология

Создана технология преобразования сельхозотходов в биоматериалы

Отвлечемся от расползающегося по всем швам, кишащего тревожными новостями мира. В тихих лабораториях по-прежнему корпеют ученые. Вот в Центре композиционных материалов НИТУ «МИСиС» придумали биокерамику для производства имплантатов и регенерации костных дефектов. Биоматериалы, полученные из сельскохозяйственных отходов — простой рисовой шелухи — показали отличную биоминерализацию и совместимость с клетками крови млекопитающих. Результаты работы были опубликованы в международном научном журнале Materials Science and Engineering C: Materials for Biological A pplications.

Легкодоступность, дешевизна и естественное происхождение сельскохозяйственных отходов мотивируют ученых превращать их в ценный продукт. Шелуха риса, например, богата диоксидом кремния. Высокое содержание кальция в яичной скорлупе делает ее конкурентоспособным сырьем для производства биоматериалов. Эта стратегия переработки отходов в продукт с добавленной стоимостью для создания биомедицинских приложений является экономически выгодной и при этом экологически чистой.

Процесс подготовки рисовой шелухи
Процесс подготовки рисовой шелухи

Команда молодых материаловедов Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС» использовала сырую яичную скорлупу и рисовую шелуху — отход сельскохозяйственного производства — для изготовления трех различных видов силикатной биокерамики — диопсида, волластонита и форстерита. Материалы отличаются наличием разных химических элементов. Было показано, что химические составляющие исходного сырья и растворение в физиологической среде играют ключевую роль в формировании биологической активности материала. Именно от биоактивности материала зависит успешность операций в имплантологии.

Исходным сырьем может быть рисовая шелуха или даже яичная скорлупа
Исходным сырьем может быть рисовая шелуха или даже яичная скорлупа

«Наше исследование направлено на решение актуальной во всем мире задачи переработки биоотходов в материалы и изделия, в том числе, для использования в медицине», — пояснила соавтор разработки, студентка программы iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС» Инна Булыгина.

Исследователи также рассказали, что заменить основные химические элементы, необходимые для ускорения регенерации костей, в синтетических биоматериалах — очень сложно. В своей работе ученые использовали биогенные сельскохозяйственные отходы, которые естественным образом «унаследовали» ионы натрия, магния, калия, кремния и других. Такой природоподобный подход может помочь в увеличении скорости остеогенеза — формирования костной ткани взамен утраченной при травмах и заболеваниях.

«Наилучшие результаты показал диопсид (CaMgSi2O6) — он показал самую высокую гемосовместимость при всех концентрациях (62,5, 125, 250 мкг / мл) даже после 24 часов инкубации. Инкубация мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) мышей с диопсидом в целом не приводит к увеличению уровня апоптоза в культуре клеток по сравнению с контролем, — сказал один из авторов, постдок НИТУ «МИСИС» Раджан Чоудхари.

Молодая международная научная команда - Инна Булыгина и Раджан Чоудхари
Молодая международная научная команда - Инна Булыгина и Раджан Чоудхари

«Мы предложили простой метод извлечения чистого диоксида кремния из рисовой шелухи. В процессе испытаний мы показали, что полученный таким способом материал не ухудшает жизнеспособность контактирующих с ним клеток», — добавил руководитель iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС», к.ф.-м.н Фёдор Сенатов.

Процесс обработки материала в лабораторной печи
Процесс обработки материала в лабораторной печи

В настоящее время разработчики пошли дальше и изучают возможность воспроизведения архитектуры нативных тканей путем изготовления скаффолдов с использованием аддитивного производства.

Меня радует, что в эм... смутные времена позитивное и созидательное начало имеет место быть - тем более, когда его результаты вырастают в буквальном смысле из отходов. Прямо Анна Андреевна вспомнилась - "Когда б вы знали, из какого сора..." :)

Будем оптимистами, друзья.

Теги:имплантыбиотехнологиибиоматериалыматериаловедениедиопсидволластонитфорстерит
Хабы: Блог компании НИТУ «МИСиС» Биотехнологии Физика Химия Экология
+8
1,3k 11
Комментарии 1

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
misis.ru
Численность
5 001–10 000 человек
Дата регистрации

Блог на Хабре