Прототип биосовместимого костно-хрящевого имплантата коленного сустава разработали молодые ученые НИТУ МИСиС. Предложенная технология позволит улучшить приживаемость и наладить производство изделий для российского рынка. Разработка представлена в качестве дипломного проекта выпускницы специализированной программы iPhD «Биоматериаловедение», сообщается в пресс-релизе НИТУ МИСиС.
Заболевания коленного сустава являются одной из основных причин инвалидности взрослого населения. В России, по официальной статистике, остеоартритом коленного сустава страдают около 4,5 млн человек, но реальное число больных достигает 15 млн.
Прототип биосовместимого костно-хрящевого имплантата коленного сустава из полиуретана, заполненного сфероидами из хондроцитовФото: пресс-служба НИТУ МИСИС
Если локальные повреждения колена вовремя не вылечить, они могут привести к серьезным последствиям, вплоть до полной замены коленного сустава. Однако хрящевая ткань сустава, которая больше всего страдает при остеоартрите, из-за своего особенного строения имеет низкий уровень регенерации и приводит к сильным повреждениям всего сустава.
Магистрантка программы iPhD «Биоматериаловедение» Университета МИСИС Анна Дианова в качестве выпускной квалификационной работы разработала прототип биосовместимого костно-хрящевого имплантата с клетками костной и хрящевой ткани для эффективного лечения коленного сустава.
Для замещения хрящевой ткани использовался термопластичный полиуретан, заполненный сфероидами из хондроцитов — клеток хрящевой ткани, для замещения костной ткани — полилактид с гидроксиапатитом, заполненный сфероидами из остеобластов — клеток костной ткани.
Особенность разработки заключается в совместном использовании двух типов биосовместимых материалов и тканевых сфероидов, обеспечивающих лучшую приживаемость имплантата, а также увеличение числа клеток, приводящее к росту ткани.
«Материалы, используемые для создания имплантата, не являются цитотоксичными — не способны оказывать на клетки токсическое воздействие, а лучшую адгезию клеток показали образцы с плотностью заполнения 80%. В результате морфометрической оценки и исследования кинетики распластывания были отобраны сфероиды с концентрацией 10 тыс. клеток на сфероид», — отметила в своем исследовании Анна Дианова. Работа с тканевыми сфероидами выполнялась под руководством специалистов компании-партнера — 3D Bioprinting solutions.
Работа защищалась в формате «Проект как диплом» и включала все стадии полноценной научно-технической разработки. В дальнейшем планируется довести разработку до коммерческого продукта. Специалисты Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова Минздрава России уже проявили интерес к разработке. Следующими этапами проекта станут подготовка патента и выход на доклинические испытания.