Создана технология преобразования сельхозотходов в биоматериалы
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d25/af2/cf1/d25af2cf10ed82c37cec160c77630042.jpg)
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](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/a46/fbe/c3e/a46fbec3e45dcce6d0e9ac74710ea8c9.jpg)
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](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/154/447/d90/154447d90130652482dc21da83a185e4.jpg)
«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](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/46f/c54/0dc/46fc540dc0edd0556cd922f720a0b1d8.jpg)
«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](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c56/912/e93/c56912e934bac92af5f0e90eb53fb18e.jpg)
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.