Отечественные нанотехнологии для российской медицины

В Институте проблем химико-энергетических технологий разработали метод производства уникального материала – бактериальной наноцеллюлозы. Технология отличается низкой стоимостью и простотой исполнения. Материал поможет в быстрой регенерации кожи, восстановлении нервов и 3D-печати хрящей.
 
Ученые рассказали, что структурной основой всех живых организмов являются биополимеры – природные высокомолекулярные соединения, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность. Самый распространенный биополимер на Земле – целлюлоза, из нее выстроены стенки клеток растений и бактерий. Несмотря на то, что целлюлоза обеспечивает прочность стенок живых организмов, изделия из нее не отличаются прочностью и долговечностью. На помощь приходит нанонаука.

В 2018 году на форуме BioTechWorld в Москве ученые из Бийска представили недорогой способ создания особого волокна. В рамках гранта Российского научного фонда «Фундаментальные инженерные аспекты технологии получения бактериальной наноцеллюлозы из легковозобновляемого целлюлозосодержащего сырья» исследователи Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН (ИПХЭТ СО РАН) занимаются получением именно бактериальной наноцеллюлозы.

Бактериальная наноцеллюлоза – это материал, который обладает несколькими преимуществами перед растительной целлюлозой. В природе она зарождается в процессе жизнедеятельности некоторых видов бактерий. Волокна бактериальной целлюлозы длиннее, шире и прочнее, чем волокна ее растительного аналога. К тому же в ней практически нет примесей, которые негативно сказываются на поглощающих свойствах и прочности.

В настоящее время ученые Института разрабатывают авторскую технологическую цепочку, то есть последовательность действий с использованием химических реактивов и биокатализаторов, которые превращают сырье в целевой продукт. В данном случае в бактериальную целлюлозу. Многие страны, включая США, Великобританию и Израиль, имеют собственные производства бактериальной целлюлозы, но не раскрывают технологию. Анализируя опубликованные за рубежом материалы, российские ученые сформировали собственное видение ее реализации. Главное достоинство отечественной разработки – низкая стоимость производства и, как результат, низкая стоимость продукта.

Бактериальная целлюлоза может применяться в медицине для создания искусственной кожи, она играет активную роль в стимулировании регенеративных процессов, помогая заживлению ран.

Высокая прочность бактериальной наноцеллюлозы делает ее незаменимым материалом для 3D-печати различных видов человеческих тканей, например, хрящей или мозговой оболочки, а также регенерации нервов. Практикующие хирурги Краевой клинической больницы в Барнауле протестировали отечественные образцы влажной бактериальной целлюлозы в абдоминальной хирургии (лечение заболеваний и травм органов и стенок брюшной полости) и обнаружили, что она способствует восстановлению прооперированной ткани и обладает самостоятельным кровоостанавливающим эффектом.