Получены четыре состава гидрогелей: контрольный (альгинат/желатин) и модифицированные добавками ПЭГ (как пластификатор), борной кислоты (наполнитель) и их комбинацией. Исследовали набухание, скорость деградации, разрывную прочность, цитотоксичность к культуре дермальных фибробластов человека и устойчивость к наложению хирургических швов. Для увеличения прочности применялась комбинированная физико-химическая сшивка материалов и обработка концентрированным раствором сульфата аммония с целью создания эффекта Гофмейстера. Для оценки разрывной прочности и возможности наложения швов из гидрогелей изготавливали трубчатые конструкции с помощью запатентованных 3D-печатных литейных форм. Гидрогели с ПЭГ и комбинированные гидрогели показали наилучшую цитосовместимость и поддержку роста фибробластов. Обработка сульфатом аммония повысила их прочность в 40–70 раз, позволив успешно накладывать хирургические швы и формировать герметичные анастомозы. Показано, что эффект Гофмейстера обратим, что предполагает восстановление биосовместимости после имплантации. Предложен комбинированный подход к созданию гидрогелей, преодолевающий ключевое ограничение биомедицинских материалов — "прочность против биосовместимости". Разработанные материалы и технологии (включая литейные формы) в перспективе позволят создавать персонализированные имплантаты сложной формы, пригодные для фиксации стандартными хирургическими методами.

Four hydrogel formulations were synthesized: a control (alginate/gelatin) and three modified variants containing polyethylene glycol (PEG as a plasticizer), boric acid (filler) and a combination of both. The swelling capacity, degradation rate, tensile strength, cytotoxicity toward human dermal fibroblast culture, and resistance to surgical sutures were evaluated. To enhance mechanical strength, a combined physicochemical approach including chemical crosslinking and treatment with a concentrated ammonium sulfate solution were used to induce the Hofmeister effect. To assess the tensile strength and suturability, tubular structures were made from hydrogels using 3D-printed molds patented by the authors. PEG hydrogels and combined composition (PEG+boric acid) showed the best cytocompatibility and fibroblast growth support. Treatment with ammonium sulfate increased the strength of materials by 40–70 times, enabling surgical suturing and the formation of leak-proof anastomoses. It has been shown that the Hofmeister effect is reversible, indicating that biocompatibility is restored following implantation. Thus, a combined approach to fabrication of hydrogels is proposed that overcomes the critical dilemma of biomedical materials "strength vs biocompatibility". In the future, the developed materials and technologies (including molds) offer a promising pathway for creating personalized implants of complex shapes suitable for fixation using standard surgical techniques.