Главная проблема современной хирургии заключается в том, что существующие клеи и нити работают по принципу статичного зажима. Они не способны подстраиваться под динамику живого организма: при росте тканей или движении пациента возникают воспаления, дискомфорт и грубые рубцы. Идеальный материал должен быть одновременно прочным, эластичным и динамичным – способным растягиваться вместе с кожей и растворяться по мере заживления раны.
Чтобы ускорить поиск формулы такого состава без дорогостоящих лабораторных экспериментов, ученые МГУ создали цифровые модели полимеров. В симуляции макромолекулы представлены как последовательности связанных блоков (мономеров). Исследователи варьировали длину этих цепей, степень их электрического заряда и тип окружающей жидкости.
Выяснилось, что свойства будущего клея можно программировать еще до его синтеза. Например, добавление гидрофобных (отталкивающих воду) фрагментов делает капли полимера более плотными и липкими. Короткие цепи обеспечивают мгновенную фиксацию на поверхности, тогда как длинные придают структуре устойчивость к разрывам. Более того, регулируя количество заряженных групп, можно превратить сплошной гель в пористую губку. Такая структура способна впитывать раневой экссудат и служить резервуаром для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов прямо в очаг поражения.
Результаты работы, профинансированной Российским научным фондом, опубликованы в международном издании Polymer. Теперь разработчики могут проектировать хирургический клей под конкретную клиническую задачу – будь то скрепление хрупких сосудов или фиксация кожных лоскутов – просто изменяя параметры в компьютерной программе.
