В МИЭТе изобрели материал для регенерации гиалинового хряща

Найти способ полностью восстановить гиалиновый хрящ – задача, с которой долго не могли справиться ученые. В результате одного из экспериментов в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» Министерства образования и науки Российской Федерации (Соглашение 14.578.21.0221, RFMEFI57816X0221) ученые Института биомедицинских систем (БМС) НИУ МИЭТ изобрели материал для регенерации гиалинового хряща.

Работы по изготовлению имплантационного материала начались в ноябре 2016 года. В Институте БМС был разработан состав имплантационного материала, который хорошо зарекомендовал себя в качестве покрытия для связки коленного сустава. На его основе ученые создали так называемые «чернила» для печати имплантатов разной формы на специально созданном для этих целей 3D принтере, который работает на основе обнаруженных физических процессов взаимодействия лазерного излучения с белково-углеродной субстанцией. Это легло в основу патента НИУ МИЭТ. Имплантаты состоят из углеродного нанокаркаса, обернутого слоями важных для организма белков – коллагена и альбумина.

После выявления особенности дефектов костно-хрящевых соединений, которые образуются при заболеваниях (например, травмах или артрозах), медицинскими участниками проекта были сформированы требования к имплантационным материалам: их правильная геометрическая форма, пористость, твердость, эластичность, скорость растворения в биологических жидкостях и т. д. В соответствии с этими требованиями, совместно с коллегами-биологами и медиками, учеными МИЭТа были подобраны состав и режим печати 3D имплантатов для проведения экспериментов по восстановлению дефектов костно-хрящевых соединений коленных суставов. С июля 2017 г. по июнь 2018 г. были проведены первые серии in vitro исследований (эксперименты на клетках и биологических жидкостях вне живого организм) и in vivo экспериментов (на живых организмах – кроликах).

Прежде чем станет возможной апробация результатов исследования на людях, необходимо провести множество дополнительных работ по становлению и отработке технологии производства 3D имплантатов, по сбору статистических данных по результатам исследований на животных и доработке 3D имплантатов с учетом этих данных. Ученые МИЭТа планируют получить опытный образец 3D имплантатов, удовлетворяющий всем медицинским требованиям и стандартам. По завершении данных работ будет возможно проведение клинических испытаний с участием человека.

Для справки

Гиалиновый хрящ обеспечивает в организме подгонку соприкасающихся суставных поверхностей, амортизацию и уменьшает трение сочленяющихся суставных поверхностей. Хрящ не имеет собственной сосудистой сети и нервов и получает питание, в основном, из суставной жидкости. По статистике, артрозом (заболеванием, приводящим к разрушению гиалинового хряща) болеют от 6,5 до 12 % населения земного шара. Преимущественно страдают люди старше 65 лет (62–85% случаев), однако в последнее время наблюдается тенденция к «омоложению» патологии: в разных странах около 30–35% больных артрозом – это люди возраста 45–65 лет, и 2–3% – возраста 20–45 лет. Также существенная доля повреждений хрящевой ткани суставов приходится на спортивные травмы (примерно 60% всех травм коленного сустава).