Ученые из Балтийского федерального университета, вуза-участника НОЦ мирового уровня «Инженерия будущего», вместе с коллегами разработали идею создания «умного» материала для применения в области регенеративной медицины. Они выяснили, что для эффективного восстановления поврежденных костей у животных и людей требуется разработать биосовместимый композитный материал с высоким магнитоэлектрическим эффектом, и определили факторы, влияющие на появление этого эффекта.
Композиты представляют собой материалы, обладающие уникальными свойствами, которые отличаются от характеристик отдельных компонентов, составляющих эти материалы.
Применение магнитного поля к композитному материалу вызывает изменение электрической поляризации, что приводит к разделению положительных и отрицательных зарядов в материале, которые до этого были скомпенсированы.
«В качестве пьезоэлектрической фазы возможно использовать поливинилиденфторид, поскольку пьезоэлектрики на его основе хорошо биосовместимы и соответствуют требованиям к пьезоэлектрической фазе магнитоэлектрических композитов, предназначенных для создания «умных» каркасов, например, для регенерации костей животных и человека», — рассказал лаборант-исследователь Балтийского федерального университета им. И.Канта Артем Игнатов.
Материал, способный генерировать заряды на поверхности в ответ на магнитное поле, может существенно влиять на некоторые биологические процессы. Это позволяет ускорить осаждение остеогенных стволовых клеток, создать более подходящие условия для развития специализированных клеток и, следовательно, роста тканей. Чтобы настроить эффективность такого материала, необходимо понять механизмы, стоящие за магнитоэлектрическим эффектом. Ученые из БФУ, Уральского федерального университета и Института механики сплошных сред Уральского отделения РАН выявили зависимости, которые помогут определить условия для получения композитного материала с максимальным магнитоэлектрическим эффектом.