Шишковский И.В.
 Статья на сайте eLibrary

Трижды периодические минимальные поверхности из биоразлагаемого полилактида (ПЛА) представляют собой перспективные метаматериальные каркасы для тканевой инженерии. Однако неинвазивный in situ мониторинг резорбции таких скаффолдов остаётся значительной проблемой. С использованием метода конечных разностей в частотной области выполнено моделирование распространения терагерцового излучения в диапазоне частот 0,65-3,00 ТГц с учётом диэлектрических свойств ПЛА (действительная часть диэлектрической проницаемости ε' = 2,7) и мягких тканей (ε' = 40, тангенс угла потерь tg δ ≅ 0,6). Показано, что при пористости ϕ = 0,44 структура полностью непрозрачна для терагерцового излучения, тогда как при ϕ = 0,52 наблюдается резкий перколяционный скачок в амплитуде поля, коэффициентах пропускания и отражения. При частоте 3 ТГц коэффициент отражения достигает 0,66, что свидетельствует о сильной частотной селективности отклика. Фазовая карта и маска затенения подтверждают топологическую чувствительность поля и служат дополнительными диагностическими признаками деградации. Полученные результаты обосновывают применимость терагерцового зондирования в качестве индикатора для обнаружения начала биорезорбции при малоинвазивной приповерхностной диагностике, например, подкожных или эпидермальных имплантаций.

На английском языке
Terahertz probing as an indicator for detecting the onset of bioresorption of gyroid polyactide TPMS scaffolds
Shishkovsky I.V.

Triply periodic minimal surfaces (TPMS) made of biodegradable polylactide (PLA) are promising metamaterial scaffolds for tissue engineering. However, non-invasive in situ monitoring of resorption of such scaffolds remains a significant challenge. Using the finite difference frequency domain (FDFD) method, we simulate the propagation of terahertz radiation in the frequency range 0.65-3.00 THz, taking into account the dielectric properties of PLA (real part of the permittivity ε' = 2.7) and soft tissues (ε' = 40, loss cone tangent tanδ ≅ 0.6). It is shown that for the porosity ϕ = 0.44, the structure is completely opaque to terahertz radiation, whereas for ϕ = 0.52, a sharp percolation jump is observed in the field amplitude, transmission, and reflection coefficient. At a frequency of 3 THz, the reflection coefficient reaches 0.66, indicating a strong frequency-selective response. The phase map and shadow mask confirm the topological sensitivity of the field and serve as additional diagnostic signs of degradation. The obtained results substantiate the applicability of terahertz probing as a sensitive indicator for detecting the onset of bioresorption in low-invasive, near-surface diagnostics, such as subcutaneous or epidermal implantations.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2026_69_01_133