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».
Заболевания коленного сустава являются одной из основных причин инвалидности взрослого населения. В России по официальной статистике от остеоартрита коленного сустава, при котором страдает около 4,5 миллиона человек, но реальное число больных достигает 15 миллионов.
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 повреждением 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 осеобластов – 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 расспластывания были отобраны сфероиды с концентрацией 10000 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 станет подготовка патента и выход на доклинические испытания.