Фото: COPAH.info
Сибирские ученые научились изготавливать искусственные кровеносные сосуды и хрящи. Для этого они усовершенствовали засекреченную в советские времена технологию. Полученные материалы с инновационными свойствами уже протезируются животным, испытания проходят успешно.
Сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Новосибирского НИИ патологии кровообращения имени Мешалкина научились изготавливать искусственные сосуды, которые можно использовать для замены коронарных. Более того, эти же методы они успешно используют для создания протеза хрящевой ткани, заставляющей регенерировать клетки естественного хряща суставов. В основе созданной сибирскими учеными инновационной технологии лежит разработанный еще в СССР метод электроспиннинга.
Технологии электроспиннинга уже более 70 лет, она создана в 1934 году. Этот метод получения нановолокна в советские времена был засекречен, однако активно использовался для оборонных разработок. Так, в годы Великой Отечественной войны с его помощью изготавливали фильтры для противогазов. А позже, в мирное время, фильтры для атомной промышленности. Ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской АЭС работали в респираторах «Лепесток», созданных при помощи электроспиннинга. Суть этой технологии — в вытягивании тончайших волокон, микро- и наноразмера, от 10 до 1000 нанометров, из раствора или расплава полимера под воздействием электрического разряда высокого напряжения.
Уже в советские времена стало понятно, что метод электроспиннинга очень перспективен для разработки новых лекарственных форм, современных медицинских фильтрующих элементов и тканей, но главное — что его можно применять для изготовления искусственных органов и тканей, поскольку он позволяет создать для них надежный клеточный каркас. Однако в годы перестройки исследования были заморожены, об этом методе забыли. И снова вспомнили только в конце 90-х годов, когда понадобился мощный инструмент для синтеза наноструктур.
Новосибирские ученые начали экспериментировать с составом полимерного раствора, из которого получают нановолокна, полтора года назад.
Фото: COPAH.info
Исходный полимерный раствор при технологии электроспиннинга может быть любым по составу. Возможно создать сплав из разных полимеров, в него можно ввести необходимое лекарство или какой-либо иной элемент. Это означает, к примеру, что если использовать биодеградируемый материал, то со временем полученная из нановолокон конструкция растворится в организме. Клетки уничтожат «съедобный» каркас и образуют собственный.
За короткий срок новосибирским ученым удалось создать искусственные сосуды с необходимыми для протезирования механическими свойствами: нужной жесткостью, гибкостью и прочностью конструкции. Кроме того, они научились создавать внутри протеза непористые слои и за счет этого обеспечивать избирательную проницаемость: искусственные сосуды пропускают одни вещества и задерживают другие. Сейчас сосуды, созданные в Новосибирске, проходят доклинические испытания на базе НИИ патологии кровообращения имени Мешалкина. Их вшивают крысам, прооперировано уже более 35 животных. Им заменяют брюшную аорту, вставляя протез длиной около одного сантиметра. Одна из крыс сбежала, прожив с протезом более восьми месяцев. Клинические испытания на людях могут начаться через пять лет. Разумеется, при условии необходимого финансирования, которое составляет несколько десятков миллионов рублей.
Чтобы создать протез хрящевой ткани, исследователям понадобилось дополнить метод электроспиннинга фотополимеризацией. Это позволило получить гибридный материал с нужными свойствами.
Фото: COPAH.info
Хрящ суставных поверхностей очень плохо регенерирует. А созданный нами гибридный материал частично состоит из листов, полученных с использованием технологии электроспиннинга. В исходный полимерный раствор вводятся специальные компоненты, заставляющие клетки хрящевой ткани восстанавливаться. Используя фотополимер, мы скрепляем эти листы между собой. Затем они заливаются биогелем, структура полимеризуется под воздействием света определенной длины волны и после этого готова к протезированию. Важно, что биогель состоит из белков и полисахаридов, которые входят в естественный состав хряща.
Искусственные хрящи сейчас также проходят доклинические испытания. Протезы коленного сустава вшивают кроликам. После завершения испытаний на людях они будут пользоваться большим спросом.
Патологии коленного сустава, к сожалению, относятся к числу наиболее распространенных. По различным оценкам, только в России потребность в эндопротезировании коленного сустава составляет порядка 300 тыс. операций в год. Качественный имплантат — единственный метод, с помощью которого можно вернуть пациентов к нормальной жизни.
Видео
Как протезируют коленный сустав
Видео: qPanadol/youtube.com
Прислала
Лена Зимина
Не знаю, насколько эта технология нова, раз уже подобные эксперименты проводились, но если она поможет спасти человеческие жизни и вылечить больных — то это просто замечательно!
Лена Зимина
Сергей Ягунов
Олег Алиев
Анастасия Мичурина
4 комментария к материалу. Показать отмеченные редакциейвсе