นักวิจัยจาก Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP ร่วมกับ NMI Natural and Medical Sciences Institute ได้พัฒนาวัสดุ “tissue substitute” แบบใหม่ที่มีพื้นฐานจากพอลิเมอร์ ซึ่งสามารถเลียนแบบทั้งคุณสมบัติทางกลและชีวภาพของเนื้อเยื่อจริงได้อย่างใกล้เคียง

วัสดุนี้ถูกออกแบบเป็นโครงสร้างหลายชั้น (multilayer) โดยประกอบด้วยฟิล์มพอลิเมอร์ชนิด polyurethane acrylate, โครงสร้างลอนแบบ 3D-printed metastructure และชั้นคอลลาเจนที่ผลิตด้วยเทคนิค electrospinning ซึ่งช่วยให้วัสดุมีทั้ง “ความแข็งแรงเชิงกล” และ “ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ” ในชิ้นเดียว

ผลการทดสอบพบว่า คุณสมบัติด้านแรงดึง (tensile behavior) และความยืดหยุ่นของวัสดุมีความใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อธรรมชาติ เช่น เยื่อหุ้มหัวใจ (pericardium) โดยโครงสร้างแบบลอนจะช่วยให้วัสดุ “ยืดหยุ่นในช่วงแรก และแข็งขึ้นเมื่อรับแรงสูง” ทำให้สามารถรองรับแรงได้ดีโดยไม่เสียรูปง่าย

ในด้านชีวภาพ การทดสอบ cytotoxicity ไม่พบผลกระทบต่อเซลล์ และยังพบว่าโครงสร้างเส้นใย 3 มิติช่วยให้เซลล์สามารถยึดเกาะและเติบโตได้ดี ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์ฝังในร่างกาย

วัสดุใหม่นี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย เช่น

• หลอดเลือดเทียม (artificial blood vessels)
• stent graft
• ผิวหนังเทียม (artificial skin)
• อุปกรณ์ฝังในร่างกายแบบ bio-hybrid

โดยจุดเด่นสำคัญคือการผสาน “ความยืดหยุ่นเชิงกล” เข้ากับ “ฟังก์ชันชีวภาพ” ซึ่งช่วยเพิ่มทั้ง ความทนทาน (durability) และ ประสิทธิภาพการทำงาน (performance) ของอุปกรณ์ทางการแพทย์ 

Biomimetic Tissue Substitute for Medical Implants