Биосовместимый персонализированный для пластической хирургии разработали молодые ученые НИТУ «МИСиС». Предложенная технология позволит ускорить приживаемость имплантата и организовать производство изделий полностью из российских компонентов. Разработка представлена в качестве дипломного проекта выпускников специализированной программы iPhD «Биоматериаловедение».
Во всем мире наблюдается тенденция к увеличению числа детей с врожденным дефектом ушной раковины. Исправляется подобный дефект двумя способами: так называемыми аутологичными тканями или материалами инженерных конструкций. Оба подхода имеют свои недостатки: в первом необходима хирургическая выемка реберного хряща (это болезненный и длительный процесс), во втором – возникают фиброзы и воспаления как сопутствующие осложнения.
Решая эти проблемы, выпускники магистерской программы iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС» создали новый биосовместимый гибридный полимерный материал и модельный имплантат ушной раковины на его основе. Материал синтезирован из двух функциональных составляющих: пористого 3D-печатного каркаса и агарового гидрогеля в качестве наполнителя, «сшитого» феруловой кислотой.
Благодаря персонализированному изготовлению имплантата с использованием современных аддитивных технологий появилась возможность точного воссоздания формы и рельефа ушной раковины. Состав наполнителя позволяет использовать клеточные структуры пациента: возможно заселение материала имплантата мультипотентными мезенхимальными стромальными клетками, что значительно ускорит приживаемость и снизит риск нежелательных осложнений.
Разработка коллектива предназначена для пластической хирургии и ветеринарии. По словам авторов, она решает три проблемы: болезненность, длительность и сложность трех последовательных операций для пациента. Текущие рыночные аналоги имплантата имеют несоответствие механических свойств, характерных для натуральных хрящей; они все произведены в США либо Европе.
Работа молодых исследователей защищалась в инновационном формате «Проект как диплом» и включала все стадии полноценной научно-технической разработки.
«В процессе создания имплантата мы исследовали механические свойства нативной (натуральной) ткани, разработали и изготовили подходящую под нужные свойства гидрогелевую композицию наполнителя. Параллельно шла разработка 3D-модели ушной раковины и изготовление на ее основе 3D-каркаса имплантата и исследование его физико-механических свойств. На текущем этапе нам было необходимо оценить цитотоксичность образцов in vitro и разработать методику получения образцов», – рассказала соавтор проекта магистрант iPhD «Биоматериаловедение» НИТУ «МИСиС» Анжелика-Мария Бурцева.
Разработчики планируют реализовать проект «под ключ» и довести разработку до коммерческого продукта. Они проанализировали рынок аналогов: по данным Американского общества пластических хирургов только в США в 2020 году проведено более 53 000 операций по пластике ушной раковины. В России, по предварительным подсчетам, может проводиться более 5800 операций в год.
Следующими этапами проекта станут испытания по ГОСТированной методике, проведение токсикологических испытаний, подготовка патента и выход на доклинические испытания.